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【sklearn】SVM用於分類(SVC)

API說明:

中文:http://sklearn.apachecn.org/cn/0.19.0/modules/svm.html

英文:https://scikit-learn.org/stable/modules/svm.html

API使用:(SVC)(Support Vector Classification.)

from sklearn import svm
X = [[0, 0], [1, 1]]
y = [0, 1]
clf = svm.SVC()
clf.fit(X, y) 

#預測
clf.predict([[2., 2.]])
# 獲得支援向量
clf.support_vectors_


# 獲得支援向量的索引get indices of support vectors
clf.support_ 

# 為每一個類別獲得支援向量的數量
clf.n_support_ 

用於多分類:

X = [[0], [1], [2], [3]]
Y = [0, 1, 2, 3]
clf = svm.SVC(decision_function_shape='ovo')#一對一
clf.fit(X, Y) 

dec = clf.decision_function([[1]])
dec.shape[1] # 4 classes: 4*3/2 = 6

clf.decision_function_shape = "ovr"#一對多
dec = clf.decision_function([[1]])
dec.shape[1] # 4 classes

引數說明:

https://scikit-learn.org/stable/modules/generated/sklearn.svm.SVC.html

class sklearn.svm.SVC(C=1.0kernel=’rbf’degree=3gamma=’auto_deprecated’coef0=0.0shrinking=Trueprobability=Falsetol=0.001

 cache_size=200class_weight=Noneverbose=False

max_iter=-1decision_function_shape=’ovr’random_state=None)

引數:

  • C:懲罰項,預設1.0
  • kernel:核函式,預設‘rbf’。可自定義,根據其預先計算核心矩陣【n_samples, n_samples】
  • degree:多項式核函式的次數('poly')。被所有其他核心忽略。
  • gamma :'rbf','poly'和'sigmoid'的核係數。當前預設值為'auto',它使用1 / n_features,如果gamma='scale'傳遞,則使用1 /(n_features * X.std())作為gamma的值。當前預設的gamma''auto'將在版本0.22中更改為'scale'。
  • coef0 :預設0.0.核函式中的獨立項。它只在'poly'和'sigmoid'中很重要。
  • shrinking:預設True。是否使用收縮啟發式。
  • probability:預設False。是否啟用概率估計。必須在呼叫fit之前啟用它,並且會減慢該方法的速度。
  • tol :預設0.001.容忍停止標準。
  • cache_size:指定核心快取的大小(MB)
  • class_weight :{dict,'balanced'}。將類i的引數C設定為SVC的class_weight [i] * C. 如果沒有給出,所有類都應該有一個權重。“平衡”模式使用y的值自動調整與輸入資料中的類頻率成反比的權重n_samples / (n_classes * np.bincount(y))
  • verbose:預設False。啟用詳細輸出。請注意,此設定利用libsvm中的每程序執行時設定,如果啟用,則可能無法在多執行緒上下文中正常執行。
  • max_iter :迭代的硬限制。預設-1(無限制)
  • decision_function_shape :預設’ovr‘。
  • random_state :預設 無。偽隨機數生成器的種子在對資料進行混洗以用於概率估計時使用。如果是int,則random_state是隨機數生成器使用的種子; 如果是RandomState例項,則random_state是隨機數生成器; 如果沒有,隨機數生成器所使用的RandomState例項np.random。

屬性:

  • support_ :支援向量索引。
  • support_vectors_ :支援向量。
  • n_support_ :每一類的支援向量數目
  • dual_coef_ :決策函式中支援向量的係數
  • coef_ :賦予特徵的權重(原始問題中的係數)。這僅適用於線性核心。
  • intercept_ :決策函式中的常量。

例項:

https://scikit-learn.org/stable/auto_examples/svm/plot_iris.html#sphx-glr-auto-examples-svm-plot-iris-py

def make_meshgrid(x, y, h=.02):
    """Create a mesh of points to plot in

    Parameters
    ----------
    x: data to base x-axis meshgrid on
    y: data to base y-axis meshgrid on
    h: stepsize for meshgrid, optional

    Returns
    -------
    xx, yy : ndarray
    """
    x_min, x_max = x.min() - 1, x.max() + 1
    y_min, y_max = y.min() - 1, y.max() + 1
    xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h),
                         np.arange(y_min, y_max, h))
    return xx, yy

np.meshgrid:meshgrid函式將兩個輸入的陣列x和y進行擴充套件,前一個的擴充套件與後一個有關,後一個的擴充套件與前一個有關,前一個是豎向擴充套件,後一個是橫向擴充套件。

def plot_contours(ax, clf, xx, yy, **params):
    """Plot the decision boundaries for a classifier.

    Parameters
    ----------
    ax: matplotlib axes object
    clf: a classifier
    xx: meshgrid ndarray
    yy: meshgrid ndarray
    params: dictionary of params to pass to contourf, optional
    """
    Z = clf.predict(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])
    Z = Z.reshape(xx.shape)
    out = ax.contourf(xx, yy, Z, **params)
    return out

np.r_是按列連線兩個矩陣,就是把兩矩陣上下相加,要求列數相等,類似於pandas中的concat()。

np.c_是按行連線兩個矩陣,就是把兩矩陣左右相加,要求行數相等,類似於pandas中的merge()。

ax.contourf(xx, yy, Z, **params):contourf:將不會再繪製等高線(顯然不同的顏色分界就表示等高線本身),

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn import svm, datasets

# import some data to play with
iris = datasets.load_iris()
# Take the first two features. We could avoid this by using a two-dim dataset
X = iris.data[:, :2]
y = iris.target

# we create an instance of SVM and fit out data. We do not scale our
# data since we want to plot the support vectors
C = 1.0  # SVM regularization parameter
models = (svm.SVC(kernel='linear', C=C),
          svm.LinearSVC(C=C),
          svm.SVC(kernel='rbf', gamma=0.7, C=C),
          svm.SVC(kernel='poly', degree=3, C=C))
models = (clf.fit(X, y) for clf in models)

# title for the plots
titles = ('SVC with linear kernel',
          'LinearSVC (linear kernel)',
          'SVC with RBF kernel',
          'SVC with polynomial (degree 3) kernel')

 

# Set-up 2x2 grid for plotting.
fig, sub = plt.subplots(2, 2)
plt.subplots_adjust(wspace=0.4, hspace=0.4)

X0, X1 = X[:, 0], X[:, 1]
xx, yy = make_meshgrid(X0, X1)

for clf, title, ax in zip(models, titles, sub.flatten()):
    plot_contours(ax, clf, xx, yy,
                  cmap=plt.cm.coolwarm, alpha=0.8)
    ax.scatter(X0, X1, c=y, cmap=plt.cm.coolwarm, s=20, edgecolors='k')
    ax.set_xlim(xx.min(), xx.max())
    ax.set_ylim(yy.min(), yy.max())
    ax.set_xlabel('Sepal length')
    ax.set_ylabel('Sepal width')
    ax.set_xticks(())
    ax.set_yticks(())
    ax.set_title(title)

plt.show()

plt.subplots_adjust(wspace=0.4, hspace=0.4):調整子圖間距。(還可以調節上下左右)

zip(models, titles, sub.flatten()):

       zip() 函式用於將可迭代的物件作為引數,將物件中對應的元素打包成一個個元組,然後返回由這些元組組成的列表。

sub.flatten():

      將陣列拉直成一維。

cmap=plt.cm.coolwarm

     colormap設定。