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使用SVM模型进行分类预测时的参数调整技巧

作者:网舟科技

SVM是一种在小样本低维度下比较适用的非线性建模方法,相对比其他常用的算法(比如决策树),模型根据调参的好坏所表现的性能波动非常大。当我们决定使用SVM模型,模型的效果非常差,甚至还不如传统的线性模型的时候,很有可能使我们设置的参数范围不合理。

以下是一些个人的调参经验:

  一:如何判断调参范围是否合理

正常来说,当我们参数在合理范围时,模型在训练集和测试集的准确率都比较高;当模型在训练集上准确率比较高,而测试集上的准确率比较低时,模型处于过拟合状态;当模型训练集和测试集上准确率都比较低,模型处于欠拟合状态。正常来说测试集上的准确率都会比训练集要低。

  二:如何确定参数的调节方向

当使用线性支持向量机时,我们只需调节正则化参数C的范围即可。

这里我们以rbf作为核的SVM为例,这时候我们需要调节的参数是正则化参数C和核函数参数gamma。为了保证调参的精确度,一般我们都使用网格搜索法来确定参数。

网格搜索法就是给出各个参数的调节范围和调节步长,计算出每个参数的可能取值,然后遍历所有的组合情况,返回***的参数值。

C和gamma的有效范围是:

使用SVM模型进行分类预测时的参数调整技巧
 

C表示模型对误差的惩罚系数;gamma反映了数据映射到高维特征空间后的分布,gamma越大,支持向量越多,gamma值越小,支持向量越少。C越大,模型越容易过拟合;C越小,模型越容易欠拟合。gamma越小,模型的泛化性变好,但过小,模型实际上会退化为线性模型;gamma越大,理论上SVM可以拟合任何非线性数据。

为维持模型在过拟合和欠拟合之间的平衡,往往***的参数范围是C比较大,gamma比较小;或者C比较小,gamma比较大。也就是说当模型欠拟合时,我们需要增大C或者增大gamma,不能同时增加,调节后如果模型过拟合,我们又很难判断是C过大了,还是gamma过大了;同理,模型欠拟合的时候,我们需要减小C或者减小gamma。

当然我们也可以可视化模型在各个参数下的表现来帮助我们确定下一步的调节方向。

使用SVM模型进行分类预测时的参数调整技巧
 

  三:设置合理的调参起始点

因为SVM本身是一个非线性模型,调参的时候根据项目的不同,每一次都是从头开始的。如果想把上一个项目调好的参数套用到下一个项目上,往往没什么效果。正常情况下,我们都会先设置C和gamma的值在0.1~10之间,然后在根据模型的表现,每次乘以0.1或者10作为一个步长,当确定大致范围后,再细化搜索区间。

    四:代码示例

以下使用sklearn库。

  SVM分类:

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SVR回归:
                                                          

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创建时间:2020-10-30 10:47

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