ML-9-4支持向量机--SVM回归模型（SVR）

Posted 2021-03-08 yifanrensheng

目录

1. SVM回归模型的损失函数度量
2. SVM回归模型的目标函数的原始形式
3. SVM回归模型的目标函数的对偶形式
4. SVM 算法小结

一、SVM回归模型的损失函数度量

SVM和决策树一样，可以将模型直接应用到回归问题中；在SVM的分类模型(SVC)中，目标函数和限制条件如下

在SVR中，目的是为了尽量拟合一个线性模型y=wx+b；从而我们可以定义常量eps>0，对于任意一点(x,y)，如果|y-wx-b|≤eps，那么认为没有损失，从而我们可以得到目标函数和限制条件如下：

二、SVM回归模型的目标函数的原始形式

加入松弛因子ξ>0，从而我们的目标函数和限制条件变成：

构造拉格朗日函数：

三、SVM回归模型的目标函数的对偶形式

拉格朗日函数对偶化：

首先来求优化函数对于w、b、ξ的极小值，通过求导可得：

将w、b、ξ的值带入函数L中，就可以将L转换为只包含β的函数，从而我们可以得到最终的优化目标函数为(备注：对于β的求解照样可以使用SMO算法来求解)：

四、SVM 算法小结

SVM算法是一个很优秀的算法，在集成学习和神经网络之类的算法没有表现出优越性能前，SVM基本占据了分类模型的统治地位。目前则是在大数据时代的大样本背景下,SVM由于其在大样本时超级大的计算量，热度有所下降，但是仍然是一个常用的机器学习算法。

SVM算法的主要优点：

1)?解决高维特征的分类问题和回归问题很有效,在特征维度大于样本数时依然有很好的效果。

2) 仅仅使用一部分支持向量来做超平面的决策，无需依赖全部数据。

3) 有大量的核函数可以使用，从而可以很灵活的来解决各种非线性的分类回归问题。

4)样本量不是海量数据的时候，分类准确率高，泛化能力强。

SVM算法的主要缺点：

1) 如果特征维度远远大于样本数，则SVM表现一般。

2) SVM在样本量非常大，核函数映射维度非常高时，计算量过大，不太适合使用。

3）非线性问题的核函数的选择没有通用标准，难以选择一个合适的核函数。

4）SVM对缺失数据敏感。