基于Python的支持向量机分类算法研究分析 计算机科学与技术专业VIP免费

摘要在大数据盛行的时代背景下，机器学习这门学科的广泛应用。并且列举运用Python语言进行数据处理的优势，将其与传统语言进行对比，充分体现了Python语言在语言简洁，效率高等方面的优势。这也是本文最后选择Python语言实现SVM算法的主要原因。本文主体内容阐述了支持向量机算法(SVM)的基本内涵，并且用图示和数学方法形象具体讲解了SVM的基本原理。具体分析了SVM算法中线性可分数据、线性不可分数据和含有outlier点的数据集的分类方式。通过对偶问题求解法、核函数、及SMO算法等实现了对最优超平面的求解。并且完成了二分类问题向多标签分类问题的推广。文章通过，使用手写数字数据集在Python上进行SVM模型的训练与测试，体会SVM算法如何解决实际问题。具体的表现了用Python语言实现SVM算法的优势，直观的展现了实验成果。关键字：机器学习PythonSVM最优超平面核函数AbstractIntheeraoftheprevalenceofbigdata,machinelearningiswidelyusedinthisdiscipline.AndenumeratetheadvantagesofusingPythonlanguagefordataprocessing,compareitwithtraditionallanguages,andfullyembodytheadvantagesofPythonlanguageintermsofsimplelanguageandhighefficiency.ThisisthemainreasonwhythisarticlechoosesthePythonlanguagetoimplementtheSVMalgorithm.ThemaincontentofthispaperexpoundsthebasicconnotationofSupportVectorMachine(SVM),andexplainsthebasicprincipleofSVMconcretelywithgraphicandmathematicalmethods.Theclassificationoflinearlyseparabledata,linearlyindivisibledata,anddatasetswithoutlierpointsintheSVMalgorithmisspecificallyanalyzed.Thesolutiontotheoptimalhyperplaneisachievedthroughthedualproblemsolvingmethod,kernelfunction,andSMOalgorithm.Andithascompletedthepromotionofthetwo-classificationproblemtothemulti-labelclassificationproblem.Passingtheendofthearticle,usingthehand-writtendigitaldatasettotrainandtesttheSVMmodelinPython,tounderstandhowtheSVMalgorithmsolvespracticalproblems.ThespecificperformanceoftheSVMalgorithmusingPythonlanguageadvantages,intuitivedisplayoftheexperimentalresults.Keywords:machinelearning,Python,SVM,optimalhyperplane,kernelfunction第一章绪论1.1机器学习随着互联网计算机技术的普及应用与发展，随处可见的数据信息数量日益庞大，数据与信息与人们的生活愈发的息息相关。数据量的不断扩大和信息获取方式的不断增多，带来了信息处理日益困难的问题。伴随着硬件性能的快速增长，人们寄希望于计算机可以帮助人类处理越来越庞大的数据。因此，机器学习在近年来得以迅速兴起与发展。机器学习(MachineLearning,ML)是集合了多种领域知识的一门学科，涵盖统计学、概率论、算法复杂度理论等多个领域。用于研究计算机通过模拟人类的学习行为，并且由此去的新知识和技能的能力。机器学习是计算机人工智能的核心，被应用于人工智能的多个领域。顾名思义，机器学习是使用机器来模拟人类学习行为的一项技术。具体来说，机器学习是一门训练机器获取新知识或新技能，包括获取现有知识的学科。这里所说的“机器”，指的就是计算机、电子计算机、中子计算机、光子计算机或神经计算机等等。机器学习已经在很多领域进行了广泛应用，例如：计算机视觉、DNA序列测序、语音识别、手写识别、医学诊断。机器学习算法是一种能够从数据中进行持续学习的算法。Mitchell(1997)为其提供了一个简洁的定义：对于某类任务T和性能度量P，一个计算机程序被认为可以从经验E中学习是指，通过经验E改进后，它在任务T上由性能度量P衡量的性能有所提升。其中任务T指的是人们希望机器可以实现的功能。在分类、回归、异常检测、转录、机器翻译等任务上，机器学习已经有了广泛的应用。而获取经验E的过程可以分为无监督算法和有监督算法。两者的区别在于是否对数据集中的数据样本给予标签。1.2支持向量机在监督学习中，支持向量机是影响力最大的机器学习方法之一。支持向量机由CorinnaCortes和Vapnik等人于1995年提出，其创新的核...