支持向量机(SVM)

支持向量机

支持向量机的最基本思想就是基于训练集在样本空间中找到一个超平面将不同类的样本划分开,这个超平面最优的情况是容忍性要好,具有客观的鲁棒性,对未见的事例的泛化能里较强。

一个超平面可以用以下线性方程描述

                                                                 \omega ^Tx+b=0

\omega ^T=(\omega_1,\omega_2...\omega_n)为法向量,决定平面的方向,b为位移项与原点的距离,那么这个超平面可描述为(\omega ^T,b)。

样本空间中任意一点x到这个超平面的距离公式可以表示为:

                                                               r=\frac{|\omega^T x+b|}{||\omega ||}

这个公式的理解可以在二维的平面中任意一点x(x0,y0)到ax+by+c=0这条直线的距离开始,点到直线的距离为:

                                                                          r^`=\frac{|ax_0+bx_0+c|}{\sqrt{​{a^2+b^2}}}

是同一个道理。

两个不同类之间的间隔为\gamma =\frac{2}{||\omega ||}那么要使得超平面最优那么间隔就需要达到最大化,故||w||就需要达到最小化。

以上为支持向量机的基本型。

原始样本空间可能并不存在一个能够正确划分样本空间的超平面,此时可讲原始的样本空间映射到一个更高维的特征空间,使得样本在这个特征空间内线性可分。如果原始样本的属性有限,那么一定存在一个高维的特征空间使得样本可分。  

内容概要:本文详细介绍了扫描单分子定位显微镜(scanSMLM)技术及其在三维超分辨体积成像中的应用。scanSMLM通过电调透镜(ETL)实现快速轴向扫描,结合4f检测系统将不同焦平面的荧光信号聚焦到固定成像面,从而实现快速、大视场的三维超分辨成像。文章不仅涵盖了系统硬件的设计与实现,还提供了详细的软件代码实现,包括ETL控制、3D样本模拟、体积扫描、单分子定位、3D重建和分子聚类分析等功能。此外,文章还比较了循环扫描与常规扫描模式,展示了前者在光漂白效应上的优势,并通过荧光珠校准、肌动蛋白丝、线粒体网络和流感A病毒血凝素(HA)蛋白聚类的三维成像实验,验证了系统的性能和应用潜力。后,文章深入探讨了HA蛋白聚类与病毒感染的关系,模拟了24小时内HA聚类的动态变化,提供了从分子到细胞尺度的多尺度分析能力。 适合人群:具备生物学、物理学或工程学背景,对超分辨显微成像技术感兴趣的科研人员,尤其是从事细胞生物学、病毒学或光学成像研究的科学家和技术人员。 使用场景及目标:①理解和掌握scanSMLM技术的工作原理及其在三维超分辨成像中的应用;②学习如何通过Python代码实现完整的scanSMLM系统,包括硬件控制、图像采集、3D重建和数据分析;③应用于单分子水平研究细胞内结构和动态过程,如病毒入侵机制、蛋白质聚类等。 其他说明:本文提供的代码不仅实现了scanSMLM系统的完整工作流程,还涵盖了多种超分辨成像技术的模拟和比较,如STED、GSDIM等。此外,文章还强调了系统在硬件改动小、成像速度快等方面的优势,为研究人员提供了从理论到实践的全面指导。
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