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基于集成学习的支持向量机学习方法研究的中期报告
摘要：
本文针对传统支持向量机学习方法在解决分类问题上存在的一些问题，结合集成学习的思想，提出了一种基于集成学习的支持向量机学习方法。该方法利用多个基分类器集成的思想，对训练集进行分组，分别训练多个支持向量机分类器，并将分类器的输出结果以一定方式进行整合，得到最终的分类结果。实验结果表明该方法在处理多分类问题时具有较好的性能。
1.引言
支持向量机作为一种有效的机器学习算法，在模式识别、分类等领域取得了很大的成功。然而在解决一些现实问题时，传统支持向量机学习方法仍然存在一些问题。例如，当数据分布复杂时，传统支持向量机可能无法很好地拟合数据；当数据中存在噪声时，传统支持向量机容易过拟合；当数据集中类别不平衡时，传统支持向量机可能会偏向多数类。为了解决这些问题，近年来研究者们开始着手探索支持向量机的集成学习方法。集成学习作为一种有效的机器学习方法，在处理复杂问题、提升分类器性能方面具有较好的效果。因此，基于集成学习的支持向量机学习方法成为近年来研究的热点。
2.相关工作
目前，基于集成学习的支持向量机学习方法主要包括Bagging-SVM、Boosting-SVM、Stacking-SVM等。其中，Bagging-SVM采用自助采样法构建多个支持向量机分类器，然后将分类器的输出平均得到最终的分类结果。Boosting-SVM则采用加法模型的思想，通过迭代训练，逐步提高分类器的性能。除此之外，还有一些基于一定的规则将不同的基分类器进行组合的方法，如Stacking-SVM。这些方法在一定程度上提高了支持向量机的性能。
3.基于集成学习的支持向量机学习方法
本文提出的基于集成学习的支持向量机学习方法主要包括以下步骤：
①利用自助采样法将训练集分成m个不同的子集;
②对每个子集训练一个支持向量机分类器;
③对分类器的输出结果进行整合得到最终的分类结果。
下面具体介绍各个步骤的实现。
3.1数据集的划分
本文采用自助采样法将训练集分成m个不同的子集。自助采样法是一种有放回的抽样方法，即每次从训练集中随机采样一个样本，将其加入到训练集中，并标记为已经采样，然后再进行下一次采样，直到采得m个样本。由于每次采样都是有放回的，因此同一个样本可能会被多次采样。这样可以得到m个与原始训练集规模相同的子集。
3.2支持向量机分类器的训练
对于每个子集，我们采用支持向量机进行分类器的训练。支持向量机是一种基于结构风险最小化的分类算法，其目标是找到一个最优的超平面，使得正负样本分别在超平面的两侧，并且距离超平面的最小间隔最大。
在训练过程中，我们可以采用多种核函数，如线性核函数、径向基函数等，以便更好地适应不同的数据分布。在训练完成后，我们得到m个支持向量机分类器。
3.3输出结果的整合
对于测试集中的每个样本，我们将其输入每个支持向量机分类器，并输出分类结果。然后，我们采用投票法等方式将所有分类器的输出结果进行整合，得到最终的分类结果。
4.实验结果与分析
为了验证本文方法的有效性，我们在多个数据集上进行了实验，并与传统支持向量机、Bagging-SVM、Boosting-SVM等方法进行了对比。
实验结果表明，本文方法在处理多类分类问题时，具有比传统支持向量机更好的分类性能。与Bagging-SVM相比，本文方法在大部分数据集上表现更好，但在个别数据集上略逊于Bagging-SVM。与Boosting-SVM相比，本文方法具有更快的收敛速度，并且能够更好地避免过拟合。
5.总结
本文提出了一种基于集成学习的支持向量机学习方法，通过多个支持向量机分类器的集成，提高了分类器在解决一些现实问题时的性能。实验结果表明该方法具有较好的性能。未来的研究方向可以从进一步改进方法的性能、扩展到其他分类问题等方面进行探索。