反对向量机(SVM)是一种将按监督学习的形式对数据进行二元分类的线性分类器。其决策边界是对学习样本求解的最大超平面。

SVM根本型式

反对向量机的根本思维就是,在样本空间中找到一个线性可分的直线或是超平面(n维欧式空间中其余维度等于1的线性子空间,即必须是n-1维度,是二维空间中直线、三维空间中立体的延长),将不同类别的样本离开。

在数学上,认为在样本空间中,对不同类别的样本进行离开的直线或是超平面的方程为:

例如下图,实线将'+''-'进行分类:

对于样本空间中的任意一点超平面的间隔为:

反对向量机的根本型式就是找到满足条件的、且具备最大间距的划分超平面

SVM的核函数

之前探讨的是原始样本线性可分的状况,然而理论状况是,一些工作的原始样本并不一定存在一种能正确分为两类的超平面。

然而对于这种非线性的状况,SVM思考应用将原始样本映射到更高维的空间,而后在高维空间中结构出最优超平面,从而解决原始线性空间不可分的问题。

如下图,右边在二维立体上并不能进行线性分类,然而将映射到左边的三维空间上,求解出一个拆散超平面:

数学上的示意为:

拟合线性回归

应用svm形式,就是拟合的直线使得其SVM的最大间距可能尽可能多的蕴含已知点,且咱们认为被蕴含的已知点的损失为0。

应用Tensorflow进行编程的次要步骤次要分为四步:

1.生成训练数据

对于训练数据,通过模仿生成:

2.定义训练模型

SVM模型中,咱们抉择间距最小的损失函数:

curry_y = x * a + bepsilon = tf.constant([0.25])   # 创立常量,示意间距为0.25loss = tf.reduce_sum(tf.maximum(0, tf.subtract(tf.abs(tf.subtract(curr_y, y)), epsilon)))

其中,reduce_sum()为求和函数;
maximum(x, y, name=None)为计算元素x,y中的最大值;
subtract(x, y, name=None)计算x-y;
abs(x)计算x的绝对值。

3.数据训练

4.运行总结

随着训练的进行,拟合的值与指标一直靠近:

将拟定的间距宽度值调小,再次进行训练。能够看到,将间距调小后,拟合直线的误差更小。

拟合逻辑回归

对于拟合线性回归,咱们须要找到一条直线来示意样本的大抵散布;而对于逻辑回归,同样是须要找到一条直线,但目标是将样本点进行分类

SVM算法的提出,次要是为了解决‘是’‘否’这样的二值分类的问题。

进行拟合逻辑回归次要须要以下几步:

1.筹备样本数据
2.定义训练模型
3.训练样本数据
4.抉择优化器

在SVM模型中,选取的损失函数为:

classification_term = tf.reduce_mean(tf.maximum(0., tf.subtract(1., tf.multiply(y, y_))))cross_entropy = tf.add(classification_term, tf.multiply(alpha, 12_norm))