感谢中国人民大学胡鹤老师，课程深入浅出，非常好
一、关于SVM
可以做线性分类、非线性分类、线性回归等，相比逻辑回归、线性回归、决策树等模型（非神经网络）功效最好
传统线性分类：选出两堆数据的质心，并做中垂线（准确性低）——上图左
SVM：拟合的不是一条线，而是两条平行线，且这两条平行线宽度尽量大，主要关注距离车道近的边缘数据点（支撑向量support vector），即large margin classification——上图右
使用前，需要对数据集做一个scaling，以做出更好的决策边界（decision boundary）
但需要容忍一些点跨越分割界限，提高泛化性，即softmax classification
在sklearn中，有一个超参数c，控制模型复杂度，c越大，容忍度越小，c越小，容忍度越高。c添加一个新的正则量，可以控制SVM泛化能力，防止过拟合。（一般使用gradsearch）
SVM特有损失函数Hinge Loss
二、LinearSVC(liblinear库，不支持kernel函数，但是相对简单，复杂度O(m*n)）
同SVM特点吻合，仅考虑落在分类面附近和越过分类面到对方领域的向量，给于一个线性惩罚（l1），或者平方项（l2）
import numpy as np from sklearn import datasets from sklearn.pipeline import Pipeline from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.svm import LinearSVC iris = datasets.load_iris() X = iris["data"][:,(2,3)] y = (iris["target"]==2).astype(np.float64) svm_clf = Pipeline(( ("scaler",StandardScaler()), ("Linear_svc",LinearSVC(C=1,loss="hinge")), )) svm_clf.fit(X,y) print(svm_clf.predit([[5.5,1.7]]))
三、对于nonlinear数据的分类
有两种方法，构造高维特征，构造相似度特征
1. 使用高维空间特征（即kernel的思想），将数据平方、三次方。。映射到高维空间上
from sklearn.preprocessing import PolynomialFeatures polynomial_svm_clf = Pipeline(( ("poly_features", PolynomialFeatures(degree=3)), ("scaler", StandardScaler()), ("svm_clf", LinearSVC(C=10, loss="hinge")) )) polynomial_svm_clf.fit(X, y)
这种kernel trick可以极大地简化模型，不需要显示的处理高维特征，可以计算出比较复杂的情况
但模型复杂度越强，过拟合风险越大
SVC（基于libsvm库，支持kernel函数，但是相对复杂，不能用太大规模数据，复杂度O(m^2 *n)-O(m^3 *n)）
可以直接使用SVC（coef0：高次与低次权重）
from sklearn.svm import SVC poly_kernel_svm_clf = Pipeline(( ("scaler", StandardScaler()), ("svm_clf", SVC(kernel="poly", degree=3, coef0=1, C=5)) )) poly_kernel_svm_clf.fit(X, y)
2. 添加相似度特征（similarity features）
例如，下图分别创造x1,x2两点的高斯分布，再创建新的坐标系统，计算高斯距离（Gaussian RBF Kernel径向基函数）
gamma（γ）控制高斯曲线形状胖瘦，数据点之间的距离发挥更强作用
rbf_kernel_svm_clf = Pipeline(( ("scaler", StandardScaler()), ("svm_clf", SVC(kernel="rbf", gamma=5, C=0.001)) )) rbf_kernel_svm_clf.fit(X, y)
如下是不同gamma和C的取值影响
SGDClassifier(支持海量数据，时间复杂度O(m*n))
四、SVM Regression（SVM回归）
尽量让所用instance都fit到车道上，车道宽度使用超参数
控制，越大越宽
使用LinearSVR
from sklearn.svm import LinearSVR svm_reg = LinearSVR(epsilon=1.5) svm_reg.fit(X, y)
使用SVR
from sklearn.svm import SVR svm_poly_reg = SVR(kernel="poly", degree=2, C=100, epsilon=0.1) svm_poly_reg.fit(X, y)
五、数学原理：
w通过控制h倾斜的角度，控制车道的宽度，越小越宽，并且使得违反分类的数据点更少
1. hard margin linear SVM
优化目标：
，并且保证
2. soft margin linear SVM
增加一个新的松弛变量（slack variable）
，起正则化作用
优化目标：
，并且保证
放宽条件，即使有个别实例违反条件，也惩罚不大
3. LinearSVM
使用拉格朗日乘子法进行计算，α是松弛项后的结果
计算结果：
取平均值
KernelizedSVM
由于
故可先在低位空间里做点积计算，再映射到高维空间中。
下列公式表示，在高维空间计算可用kernel trick方式，直接在低维上面计算
几个常见的kernal及其function
