量化軟件下載：赫茲量化中支持向量機(jī)如何應(yīng)用于交易
支持向量機(jī)的工作原理示例：這是 Schnick 嗎？
想象一個(gè)場(chǎng)景，您是一個(gè)研究人員，正在調(diào)查一種稀有的動(dòng)物叫做 Schnicks，該動(dòng)物只在北極深處出沒(méi)。由于這研究對(duì)象罕見(jiàn)，只有很少一部分被發(fā)現(xiàn)過(guò)（假設(shè)是 5000 只左右）。作為一個(gè)研究人員，您被這樣一個(gè)問(wèn)題所困惑：我怎么去認(rèn)定這是一個(gè) Schnick 呢？
編輯
您手頭上只有一些見(jiàn)過(guò)該動(dòng)物的其他研究員發(fā)表的論文。而這些研究論文中，作者對(duì)他們發(fā)現(xiàn)的 Schnicks 的某些特征進(jìn)行了描述，包括身高、體重、肢體數(shù)量等等。不過(guò)每一篇論文的特征描述都各不相同，而且沒(méi)有明顯的模式……
我們?nèi)绾斡眠@些數(shù)據(jù)來(lái)確定一只新的動(dòng)物是 schnick 呢？
支持向量機(jī)就有可能成為解決該問(wèn)題的方案之一。利用支持向量機(jī)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的模式，創(chuàng)建一個(gè)框架模型以區(qū)分動(dòng)物是 Schnick 還是非 Schnick。第一步就是創(chuàng)建一系列的數(shù)據(jù)，用于訓(xùn)練你的支持向量機(jī)分辨 schnick。訓(xùn)練數(shù)據(jù)是一系列的輸入?yún)?shù)，為支持向量機(jī)匹配輸出結(jié)果，以分析并從中提取模式。
因此，我們必須決定哪些輸入?yún)?shù)要用到，以及其數(shù)量。理論上說(shuō)，我們可以獲取所希望數(shù)量的輸入?yún)?shù)，然而這將經(jīng)常減緩訓(xùn)練的速度（參數(shù)越多，支持向量機(jī)提取模式的時(shí)間越長(zhǎng)）。同時(shí)，你希望選取在所有 schnick 中較為一致的輸入值。比如，動(dòng)物的身高或體重將是一個(gè)很好的輸入選擇，因?yàn)槟谕械?schnick 都在這些數(shù)值上保持相對(duì)一致。然而，平均年齡將不是個(gè)好選擇，因?yàn)槟?，所辨認(rèn)的動(dòng)物年齡可能差距非常大。
選擇了以上的輸入?yún)?shù)，我們開(kāi)始編譯熟練數(shù)據(jù)。有效的訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)于支持向量機(jī)來(lái)說(shuō)必須滿足以下特定條件：
數(shù)據(jù)必須包含 schnick 這一動(dòng)物的案例
數(shù)據(jù)必須包含非 schnick 動(dòng)物的案例
在這個(gè)案例中，我們獲得了科學(xué)家的研究論文，這些論文已經(jīng)成功地辨認(rèn)出 schnick 并列出了它的相關(guān)屬性。因此我們可以閱讀研究論文并提取每一輸入的數(shù)據(jù)，然后對(duì)每一案例分配真或假的輸出結(jié)果。本例中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)可能與下表類(lèi)似。
訓(xùn)練采樣
身高 [mm]
體重 [kg]
N_legs
N_eyes
L_arm [mm]
av_speed [m/s]
f_call [Hz]
Schnick (true/false)
示例 1
1030
45
8
3
420
2.1
14000
TRUE
示例 2
1010
42
8
3
450
2.2
14000
TRUE
示例 3
900
40
7
6
600
6
13000
FALSE
示例 4
1050
43
9
4
400
2.4
12000
TRUE
示例 5
700
35
2
8
320
21
13500
FALSE
示例 6
1070
42
8
3
430
2.4
12000
TRUE
示例 7
1100
40
8
3
430
2.1
11000
TRUE
示例 N
...
...
...
...
...
...
...
...
表 1. schnick 數(shù)據(jù)例表
一旦我們收集了所有的訓(xùn)練輸入和輸出數(shù)據(jù)，我們就可以用它訓(xùn)練我們的支持向量機(jī)。在訓(xùn)練過(guò)程中，支持向量機(jī)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)七維模型，用以將各種訓(xùn)練示例分類(lèi)為 ture 或 false。支持向量機(jī)會(huì)不斷創(chuàng)建，直到獲得精確表示訓(xùn)練數(shù)據(jù)（在指定誤差容許范圍之內(nèi)）的模型。一旦這項(xiàng)訓(xùn)練結(jié)束，該模型就可以用來(lái)處理新的數(shù)據(jù)點(diǎn)，按照 true 或 false 歸類(lèi)。
支持向量機(jī)到底工作了嗎？
借助 Schnick 案例，我寫(xiě)了一個(gè)腳本，測(cè)試支持向量機(jī)實(shí)際上是如何很好地處理新的 schnick 的。為了完成這個(gè)測(cè)試，我使用了“支持向量機(jī)學(xué)習(xí)工具”函數(shù)庫(kù)（可以在“應(yīng)用市場(chǎng)”中下載）。
為了針對(duì)這個(gè)案例有效建模，我們首先決定哪些是 Schnick 的實(shí)際屬性。我假定的這些屬性已經(jīng)列在了下表中。如果一只動(dòng)物滿足以下所有標(biāo)準(zhǔn)，那么它就是 Schnick……
參數(shù)
下限
上限
身高 [mm]
1000
1100
體重 [kg]
40
50
N_legs
8
10
N_eyes
3
4
L_arm [mm]
400
450
av_speed [m/s]
2
2.5
f_call [Hz]
11000
15000
表 2. 定義 schnick 的參數(shù)匯總
現(xiàn)在我們定義了 Schnick，我們可以用這種定義來(lái)試驗(yàn)支持向量機(jī)。第一步是創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)：能獲取指定動(dòng)物的 7 個(gè)輸入，然后返回是否為 schnick 的動(dòng)物實(shí)際分類(lèi)結(jié)果。這個(gè)函數(shù)將用來(lái)生成支持向量機(jī)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，同時(shí)在結(jié)束的時(shí)候評(píng)估支持向量機(jī)的性能?？梢杂靡韵碌暮瘮?shù)完成：
//+------------------------------------------------------------------+ //| This function takes the observation properties of the observed //| animal and based on the criteria we have chosen, returns true/false whether it is a schnick //+------------------------------------------------------------------+ bool isItASchnick(double height,double weight,double N_legs,double N_eyes,double L_arm,double av_speed,double f_call) ?{ ? if(height ? < 1000 ?|| height ? > 1100) ?return(false); ? // If the height is outside the parameters > return(false) ? if(weight ? < 40 ? ?|| weight ? > 50) ? ?return(false); ? // If the weight is outside the parameters > return(false) ? if(N_legs ? < 8 ? ? || N_legs ? > 10) ? ?return(false); ? // If the N_Legs is outside the parameters > return(false) ? if(N_eyes ? < 3 ? ? || N_eyes ? > 4) ? ? return(false); ? // If the N_eyes is outside the parameters > return(false) ? if(L_arm ? ?< 400 ? || L_arm ? ?> 450) ? return(false); ? // If the L_arm ?is outside the parameters > return(false) ? if(av_speed < 2 ? ? || av_speed > 2.5) ? return(false); ? // If the av_speed is outside the parameters > return(false) ? if(f_call ? < 11000 || f_call ? > 15000) return(false); ? // If the f_call is outside the parameters > return(false) ? return(true); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // Otherwise > return(true) ?}
下一步就是創(chuàng)建一個(gè)可生成訓(xùn)練輸入和輸出的函數(shù)。本例中的輸入，將通過(guò)在 7 個(gè)輸入值的各自設(shè)置范圍內(nèi)創(chuàng)建隨機(jī)數(shù)字的方式生成。然后針對(duì)每組隨機(jī)生成的輸入，再使用上面的 isItASchnick() 函數(shù)生成希望的輸出結(jié)果。這在下述函數(shù)中完成：
