支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)是一种基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的回归算法,用于解决回归问题。与传统的回归算法不同,SVR的目标是通过构建一个预测函数,使得预测值与实际值的差异最小化。
SVR 在解决回归问题时的主要思想是通过寻找一个决策边界,使得预测值与实际值之间的差异尽可能小,并且在一定的容忍度内。支持向量回归有几个关键的概念:
epsilon-insensitive
损失函数,它允许在一定的容忍度(epsilon
)内不计算损失。
其中 :
w
是权重向量b
是偏置C
是正则化参数ξi
和 ξi^*
是松弛变量,用于处理间隔内的误差这个问题的解决方法通常使用拉格朗日乘数法和 KKT 条件。
在实际应用中,你可以使用机器学习库中的 SVR 实现,比如 Scikit-Learn。以下是一个简单的 Scikit-Learn SVR 的使用示例:
from sklearn.svm import SVR
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 创建示例数据集
np.random.seed(42)
X = 5 * np.random.rand(100, 1)
y = np.sin(X).ravel() + 0.1 * np.random.randn(100)
# 创建 SVR 模型
svr = SVR(kernel='rbf', C=100, gamma=0.1, epsilon=0.1)
# 在训练集上训练模型
svr.fit(X, y)
# 生成预测结果
X_test = np.linspace(0, 5, 100).reshape(-1, 1)
y_pred = svr.predict(X_test)
# 可视化结果
plt.scatter(X, y, color='darkorange', label='data')
plt.plot(X_test, y_pred, color='navy', lw=2, label='SVR')
plt.xlabel('data')
plt.ylabel('target')
plt.title('Support Vector Regression')
plt.legend()
plt.show()
在上述示例中,SVR
类的 kernel
参数指定了核函数的类型(这里使用了径向基函数核,即 'rbf'
),C
是正则化参数,gamma
是核函数的系数,epsilon
是 epsilon-insensitive
损失函数的容忍度。在实际应用中,你可能需要根据你的数据和问题来调整这些参数。