基于五折交叉驗(yàn)證的支持向量機(jī)SVR回歸預(yù)測研究(Matlab代碼實(shí)現(xiàn))
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在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域,支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM)是一種非常常用且有效的算法,可用于分類和回歸問題。本文將重點(diǎn)介紹基于五折交叉驗(yàn)證的SVM回歸預(yù)測研究算法步驟。
步驟一:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 首先,我們需要準(zhǔn)備用于回歸預(yù)測的數(shù)據(jù)集。這個數(shù)據(jù)集應(yīng)該包含有關(guān)要預(yù)測的目標(biāo)變量和一組相關(guān)的特征變量。確保數(shù)據(jù)集中沒有缺失值,并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理。
步驟二:數(shù)據(jù)劃分 將數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測試集。通常情況下,我們會將數(shù)據(jù)集的80%用作訓(xùn)練集,剩下的20%用作測試集。這樣可以確保我們在訓(xùn)練模型時使用了足夠的數(shù)據(jù),并在測試模型時有足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。
步驟三:標(biāo)準(zhǔn)化特征 由于SVM對特征的尺度非常敏感,因此在訓(xùn)練模型之前,我們需要對特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。這可以通過將每個特征的值減去其均值并除以其標(biāo)準(zhǔn)差來實(shí)現(xiàn)。這樣可以確保所有特征具有相似的尺度。
步驟四:選擇核函數(shù) SVM在回歸問題中使用核函數(shù)來將輸入特征映射到高維空間中。選擇適當(dāng)?shù)暮撕瘮?shù)對模型的性能至關(guān)重要。常用的核函數(shù)包括線性核函數(shù)、多項(xiàng)式核函數(shù)和徑向基核函數(shù)。根據(jù)問題的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)集的特征,選擇合適的核函數(shù)。
步驟五:訓(xùn)練模型 使用訓(xùn)練集對SVM模型進(jìn)行訓(xùn)練。在訓(xùn)練過程中,SVM將尋找一個最優(yōu)的超平面,以最大化樣本間的間隔,并將樣本正確分類。這個超平面將用于預(yù)測新的未見過的數(shù)據(jù)。
步驟六:模型評估 使用測試集對訓(xùn)練好的模型進(jìn)行評估。通過計算模型在測試集上的預(yù)測誤差指標(biāo),如均方根誤差(Root Mean Squared Error,RMSE)或平均絕對誤差(Mean Absolute Error,MAE),來評估模型的性能。這些指標(biāo)可以幫助我們判斷模型的準(zhǔn)確性和預(yù)測能力。
步驟七:參數(shù)調(diào)優(yōu) 如果模型的性能不理想,我們可以通過調(diào)整SVM模型的參數(shù)來改善其性能。常見的參數(shù)包括正則化參數(shù)C、核函數(shù)參數(shù)和懲罰項(xiàng)參數(shù)等。通過嘗試不同的參數(shù)組合,我們可以找到最佳的參數(shù)設(shè)置,從而提高模型的預(yù)測性能。
步驟八:模型應(yīng)用 一旦我們獲得了一個在測試集上表現(xiàn)良好的SVM回歸模型,我們可以將其應(yīng)用于新的未知數(shù)據(jù),進(jìn)行預(yù)測和推斷。這可以幫助我們做出有關(guān)未來事件或未知情況的決策。
總結(jié): 基于五折交叉驗(yàn)證的支持向量機(jī)(SVM)回歸預(yù)測研究算法步驟包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)劃分、標(biāo)準(zhǔn)化特征、選擇核函數(shù)、訓(xùn)練模型、模型評估、參數(shù)調(diào)優(yōu)和模型應(yīng)用。通過遵循這些步驟,我們可以建立一個準(zhǔn)確且可靠的SVM回歸模型,用于解決各種回歸問題。
?? 部分代碼
%% ?清空環(huán)境變量
warning off ? ? ? ? ? ? % 關(guān)閉報警信息
close all ? ? ? ? ? ? ? % 關(guān)閉開啟的圖窗
clear ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 清空變量
clc ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? % 清空命令行
%% ?導(dǎo)入數(shù)據(jù)
res = xlsread('數(shù)據(jù)集.xlsx');
%% ?劃分訓(xùn)練集和測試集
temp = randperm(357);
P_train = res(temp(1: 240), 1: 12)';
T_train = res(temp(1: 240), 13)';
M = size(P_train, 2);
P_test = res(temp(241: end), 1: 12)';
T_test = res(temp(241: end), 13)';
N = size(P_test, 2);
%% ?數(shù)據(jù)歸一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test ?= mapminmax('apply', P_test, ps_input);
t_train = ind2vec(T_train);
t_test ?= ind2vec(T_test );
?? 運(yùn)行結(jié)果


?? 參考文獻(xiàn)
[1]齊霖.基于支持向量機(jī)回歸的短時交通流預(yù)測與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D].東北大學(xué),2013.