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15 SVM - 代码案例二 - 鸢尾花数据不同分类器效果比较

15 SVM - 代码案例二 - 鸢尾花数据不同分类器效果比较

作者: 白尔摩斯 | 来源:发表于2018-12-06 21:54 被阅读182次

    SVM的章节已经讲完,具体内容请参考:《01 SVM - 大纲

    14 SVM - 代码案例一 - 鸢尾花数据SVM分类

    回顾案例一中的头文件:

    import numpy as np
    import pandas as pd
    import matplotlib as mpl
    import matplotlib.pyplot as plt
    import warnings
    from sklearn import svm#svm导入
    from sklearn.svm import SVC
    from sklearn.model_selection import train_test_split
    from sklearn.metrics import accuracy_score
    from sklearn.exceptions import ChangedBehaviorWarning
    
    案例二 - 鸢尾花数据不同分类器效果比较
    常规操作:

    1、头文件引入SVM相关的包
    2、防止中文乱码
    3、去警告
    4、读取数据
    5、数据分割训练集和测试集 6:4

    import numpy as np
    import pandas as pd
    import matplotlib as mpl
    import matplotlib.pyplot as plt
    import warnings
    from sklearn.svm import SVC
    from sklearn.model_selection import train_test_split
    from sklearn.metrics import accuracy_score
    from sklearn.linear_model import LogisticRegression,RidgeClassifier
    from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
    
    
    ## 设置属性防止中文乱码
    mpl.rcParams['font.sans-serif'] = [u'SimHei']
    mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
    
    warnings.filterwarnings('ignore', category=ChangedBehaviorWarning)
    
    ## 读取数据
    # 'sepal length', 'sepal width', 'petal length', 'petal width'
    iris_feature = u'花萼长度', u'花萼宽度', u'花瓣长度', u'花瓣宽度'
    path = './datas/iris.data'  # 数据文件路径
    data = pd.read_csv(path, header=None)
    x, y = data[list(range(4))], data[4]
    y = pd.Categorical(y).codes #把文本数据进行编码,比如a b c编码为 0 1 2
    x = x[[0, 1]]
    
    ## 数据分割
    x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, random_state=28, train_size=0.6)
    

    数据SVM分类器构建:
    svm = SVC(C=1, kernel='linear')
    
    ## 模型训练
    svm.fit(x_train, y_train)
    
    svm.intercept_
    

    Linear分类器构建:

    RidgeClassifier(): ridge是为了解决特征大于样本,而导致分类效果较差的情况,而提出的。
    svm有一个重要的瓶颈——当特征数大于样本数的时候,效果变差。

    lr = LogisticRegression()
    rc = RidgeClassifier()
    knn = KNeighborsClassifier()
    
    ## 模型训练
    lr.fit(x_train, y_train)
    rc.fit(x_train, y_train)
    knn.fit(x_train, y_train)
    

    效果评估:

    svm_score1 = accuracy_score(y_train, svm.predict(x_train))
    svm_score2 = accuracy_score(y_test, svm.predict(x_test))
    
    lr_score1 = accuracy_score(y_train, lr.predict(x_train))
    lr_score2 = accuracy_score(y_test, lr.predict(x_test))
    
    rc_score1 = accuracy_score(y_train, rc.predict(x_train))
    rc_score2 = accuracy_score(y_test, rc.predict(x_test))
    
    knn_score1 = accuracy_score(y_train, knn.predict(x_train))
    knn_score2 = accuracy_score(y_test, knn.predict(x_test))
    
    画图 - 鸢尾花数据不同分类器准确率比较:
    x_tmp = [0,1,2,3]
    y_score1 = [svm_score1, lr_score1, rc_score1, knn_score1]
    y_score2 = [svm_score2, lr_score2, rc_score2, knn_score2]
    
    plt.figure(facecolor='w')
    plt.plot(x_tmp, y_score1, 'r-', lw=2, label=u'训练集准确率')
    plt.plot(x_tmp, y_score2, 'g-', lw=2, label=u'测试集准确率')
    plt.xlim(0, 3)
    plt.ylim(np.min((np.min(y_score1), np.min(y_score2)))*0.9, np.max((np.max(y_score1), np.max(y_score2)))*1.1)
    plt.legend(loc = 'lower right')
    plt.title(u'鸢尾花数据不同分类器准确率比较', fontsize=16)
    plt.xticks(x_tmp, [u'SVM', u'Logistic', u'Ridge', u'KNN'], rotation=0)
    plt.grid(b=True)
    plt.show()
    

    画图比较分类结果:

    N = 500
    x1_min, x2_min = x.min()
    x1_max, x2_max = x.max()
    
    t1 = np.linspace(x1_min, x1_max, N)
    t2 = np.linspace(x2_min, x2_max, N)
    x1, x2 = np.meshgrid(t1, t2)  # 生成网格采样点
    grid_show = np.dstack((x1.flat, x2.flat))[0] # 测试点
    

    获取各个不同算法的测试值:

    svm_grid_hat = svm.predict(grid_show)
    svm_grid_hat = svm_grid_hat.reshape(x1.shape)  # 使之与输入的形状相同
    
    lr_grid_hat = lr.predict(grid_show)
    lr_grid_hat = lr_grid_hat.reshape(x1.shape)  # 使之与输入的形状相同
    
    rc_grid_hat = rc.predict(grid_show)
    rc_grid_hat = rc_grid_hat.reshape(x1.shape)  # 使之与输入的形状相同
    
    knn_grid_hat = knn.predict(grid_show)
    knn_grid_hat = knn_grid_hat.reshape(x1.shape)  # 使之与输入的形状相同
    

    画图:

    cm_light = mpl.colors.ListedColormap(['#A0FFA0', '#FFA0A0', '#A0A0FF'])
    cm_dark = mpl.colors.ListedColormap(['g', 'r', 'b'])
    plt.figure(facecolor='w', figsize=(14,7))
    

    1、鸢尾花SVM特征分类:

    plt.subplot(221)
    ## 区域图
    plt.pcolormesh(x1, x2, svm_grid_hat, cmap=cm_light)
    ## 所以样本点
    plt.scatter(x[0], x[1], c=y, edgecolors='k', s=50, cmap=cm_dark)      # 样本
    ## 测试数据集
    plt.scatter(x_test[0], x_test[1], s=120, facecolors='none', zorder=10)     # 圈中测试集样本
    ## lable列表
    plt.xlabel(iris_feature[0], fontsize=13)
    plt.ylabel(iris_feature[1], fontsize=13)
    plt.xlim(x1_min, x1_max)
    plt.ylim(x2_min, x2_max)
    plt.title(u'鸢尾花SVM特征分类', fontsize=16)
    plt.grid(b=True, ls=':')
    plt.tight_layout(pad=1.5)
    

    2、鸢尾花Logistic特征分类:

    plt.subplot(222)
    ## 区域图
    plt.pcolormesh(x1, x2, lr_grid_hat, cmap=cm_light)
    ## 所以样本点
    plt.scatter(x[0], x[1], c=y, edgecolors='k', s=50, cmap=cm_dark)      # 样本
    ## 测试数据集
    plt.scatter(x_test[0], x_test[1], s=120, facecolors='none', zorder=10)     # 圈中测试集样本
    ## lable列表
    plt.xlabel(iris_feature[0], fontsize=13)
    plt.ylabel(iris_feature[1], fontsize=13)
    plt.xlim(x1_min, x1_max)
    plt.ylim(x2_min, x2_max)
    plt.title(u'鸢尾花Logistic特征分类', fontsize=16)
    plt.grid(b=True, ls=':')
    plt.tight_layout(pad=1.5)
    

    3、鸢尾花Ridge特征分类:

    plt.subplot(223)
    ## 区域图
    plt.pcolormesh(x1, x2, rc_grid_hat, cmap=cm_light)
    ## 所以样本点
    plt.scatter(x[0], x[1], c=y, edgecolors='k', s=50, cmap=cm_dark)      # 样本
    ## 测试数据集
    plt.scatter(x_test[0], x_test[1], s=120, facecolors='none', zorder=10)     # 圈中测试集样本
    ## lable列表
    plt.xlabel(iris_feature[0], fontsize=13)
    plt.ylabel(iris_feature[1], fontsize=13)
    plt.xlim(x1_min, x1_max)
    plt.ylim(x2_min, x2_max)
    plt.title(u'鸢尾花Ridge特征分类', fontsize=16)
    plt.grid(b=True, ls=':')
    plt.tight_layout(pad=1.5)
    

    4、鸢尾花KNN特征分类:

    plt.subplot(224)
    ## 区域图
    plt.pcolormesh(x1, x2, knn_grid_hat, cmap=cm_light)
    ## 所以样本点
    plt.scatter(x[0], x[1], c=y, edgecolors='k', s=50, cmap=cm_dark)      # 样本
    ## 测试数据集
    plt.scatter(x_test[0], x_test[1], s=120, facecolors='none', zorder=10)     # 圈中测试集样本
    ## lable列表
    plt.xlabel(iris_feature[0], fontsize=13)
    plt.ylabel(iris_feature[1], fontsize=13)
    plt.xlim(x1_min, x1_max)
    plt.ylim(x2_min, x2_max)
    plt.title(u'鸢尾花KNN特征分类', fontsize=16)
    plt.grid(b=True, ls=':')
    plt.tight_layout(pad=1.5)
    
    plt.show()
    
    比较分类结果

    16 SVM - 代码案例三 - 不同SVM核函数效果比较

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