网站开发交接表,泉州网络seo,潍坊市网站建设设计,wordpress分享软件一、引言 支持向量机(Support Vector Machine, SVM)作为一种经典的监督学习方法#xff0c;在分类和回归问题中表现出色。其优点之一是生成的模型具有较好的泛化能力和可解释性#xff0c;能够清晰地展示特征对于分类的重要性。 fastshap是一种用于快速计算SHAP值#xff08… 一、引言 支持向量机(Support Vector Machine, SVM)作为一种经典的监督学习方法在分类和回归问题中表现出色。其优点之一是生成的模型具有较好的泛化能力和可解释性能够清晰地展示特征对于分类的重要性。 fastshap是一种用于快速计算SHAP值SHapley Additive exPlanations的工具通过近似SHAP值的计算加速了模型的解释过程使得模型的解释更为高效和可视化。 综上所述本文将探讨支持向量机和fastshap在可解释性机器学习中的作用。通过结合支持向量机和fastshap我们可以深入分析模型的决策过程解释模型的预测结果从而提高模型的可解释性和可信度。 二、SVM简介 2.1 SVM的原理和优点 支持向量机Support Vector Machine, SVM的原理是通过寻找最大间隔超平面来进行分类或回归。在二分类情况下SVM的目标是找到一个能够将不同类别的数据点分开的超平面并且使得该超平面到最近的数据点支持向量的距离最大化。这种最大化间隔的方法使得SVM具有较强的泛化能力。 对于线性不可分的情况SVM可以通过核函数将数据映射到高维空间从而在高维空间中找到一个线性可分的超平面从而解决非线性分类问题。 「泛化能力强」SVM通过最大化间隔的方式进行分类因此对未知数据的泛化能力较强有较好的预测性能。 「高维空间的处理能力」SVM可以通过核函数将数据映射到高维空间从而处理线性不可分的问题。 「对特征的依赖较小」SVM在模型训练过程中主要依赖支持向量对于非支持向量的数据点不敏感可以避免维度灾难和过拟合问题。 「有效处理小样本数据」SVM在小样本数据情况下表现出色可以有效地进行分类和回归。 总的来说SVM具有较强的泛化能力、高维空间处理能力以及对特征的不敏感性等优点使其成为机器学习中广泛应用的方法之一。 2.2 SVM在机器学习中的应用场景 文本分类SVM可以用于对文本进行分类如垃圾邮件识别、情感分析等。 识别SVM可以应用于图像分类和目标检测等领域例如人脸识别、车牌识别等。 生物信息学SVM在基因分类、蛋白质分类等生物信息学领域有着重要应用。 综上所述支持向量机作为一种强大的监督学习方法在文本分类、图像识别、生物信息学等领域展现出了良好的应用前景同时其高维空间处理能力和泛化能力也使其成为解决复杂问题的重要工具。 三、fastshap方法封装 FastSHAP 是一个用于加速 SHAPSHapley Additive exPlanations计算的工具旨在提高模型可解释性的效率和准确性。 library(magrittr)library(tidyverse)library(fastshap)plot_shap - function(model,newdata){ shap - explain(rf,Xnewdata,nsim10, pred_wrapper function(model,newdata){ predict(rf, newdata newdata, type class) }) shap_handle - shap %% as.data.frame() %% mutate(id1:n()) %% pivot_longer(cols -(ncol(train_data[,-10])1),values_toshap) # 长宽数据转换 data2 - newdata %% mutate(id1:n()) %% pivot_longer(cols -(ncol(newdata)1)) shap_scale - shap_handle %% left_join(data2)%% rename(feature name)%% group_by(feature)%% mutate(value(value-min(value))/(max(value)-min(value))) %% sample_n(200) p - ggplot(datashap_scale, aes(xshap, yfeature, colorvalue)) geom_jitter(size2, height0.1, width0) scale_color_gradient(low#FFCC33, high#6600CC, breaksc(0, 1), labelsc(Low, High), guideguide_colorbar(barwidth2, barheight30), nameFeature value, aesthetics c(color)) theme_bw() return(p)} 四、实例展示 「数据集准备」 library(survival)head(gbsg) 结果展示 pid age meno size grade nodes pgr er hormon rfstime status1 132 49 0 18 2 2 0 0 0 1838 02 1575 55 1 20 3 16 0 0 0 403 13 1140 56 1 40 3 3 0 0 0 1603 04 769 45 0 25 3 1 0 4 0 177 05 130 65 1 30 2 5 0 36 1 1855 06 1642 48 0 52 2 11 0 0 0 842 1 「示例数据集介绍」 str(gbsg)data.frame: 686 obs. of 10 variables: $ age : int 49 55 56 45 65 48 48 37 67 45 ... $ meno : int 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 ... $ size : int 18 20 40 25 30 52 21 20 20 30 ... $ grade : int 2 3 3 3 2 2 3 2 2 2 ... $ nodes : int 2 16 3 1 5 11 8 9 1 1 ... $ pgr : int 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ... $ er : int 0 0 0 4 36 0 0 0 0 0 ... $ hormon : int 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 ... $ rfstime: int 1838 403 1603 177 1855 842 293 42 564 1093 ... $ status : Factor w/ 2 levels 0,1: 1 2 1 1 1 2 2 1 2 2 ...age患者年龄meno更年期状态0表示未更年期1表示已更年期size肿瘤大小grade肿瘤分级nodes受累淋巴结数量pgr孕激素受体表达水平er雌激素受体表达水平hormon激素治疗0表示否1表示是rfstime复发或死亡时间以天为单位status事件状态0表示被截尾1表示事件发生 「划分训练集和测试集」 # 划分训练集和测试集set.seed(123)data - gbsg[,c(-1)]# 划分训练集和测试集set.seed(123)train_indices - sample(x 1:nrow(data), size 0.7 * nrow(data), replace FALSE)test_indices - sample(setdiff(1:nrow(data), train_indices), size 0.3 * nrow(data), replace FALSE)train_data - data[train_indices, ]test_data - data[test_indices, ]train_data_feature - train_data[,-10]train_data_label - as.numeric(as.character(train_data$status)) 「模型拟合」 library(e1071)library(pROC)model - svm(train_data_feature, train_data_label) pred_prob - predict(model, newdata train_data_feature,typeraw,threshold 0.001)# 计算ROC曲线的参数roc - roc(train_data_label, pred_prob)plot(roc, col blue, main ROC Curve, xlab False Positive Rate, ylab True Positive Rate, print.auc TRUE, legacy.axes TRUE)# 绘制shap图plot_shap(model,train_data_feature) 五、总结 总结支持向量机Support Vector Machine, SVM与FastSHAP在可解释性机器学习中的作用 「支持向量机SVM」 SVM是一种常用的机器学习算法主要用于分类和回归任务。 在可解释性方面SVM的决策边界可以清晰地将不同类别的数据分开使得模型的预测过程相对容易理解。 可以通过观察支持向量等方式来解释SVM模型的预测结果帮助用户理解模型的决策依据。 「FastSHAP」 FastSHAP是一种加速版的SHAPSHapley Additive exPlanations计算方法用于解释复杂模型的预测过程。 通过FastSHAP可以有效地计算特征的SHAP值帮助用户理解模型对于不同特征的依赖程度。 FastSHAP在提高SHAP值计算效率的同时也能保持解释性的优势使得解释性机器学习更加实用。 *「未经许可不得以任何方式复制或抄袭本篇文章之部分或全部内容。版权所有侵权必究。」
