libsvm（C ++）始终输出相同的预测
我已经为libsvm实现了一个OpenCV / C ++包装器。在对SVM参数（RBF内核）进行网格搜索时，预测始终将返回相同的标签。我创建了人工数据集，这些数据集具有非常容易分离的数据（并尝试预测我刚训练过的数据），但仍然会返回相同的标签。
我使用了libsvm的MATLAB实现，并在同一数据集上实现了高精度。我一定是在设置问题时做错了，但我已多次阅读README并且我找不到问题。
以下是我设置libsvm问题的方法，其中数据是OpenCV Mat：
const int rowSize = data.rows;
const int colSize = data.cols;
this->_svmProblem = new svm_problem;
std::memset(this->_svmProblem,0,sizeof(svm_problem));
//dynamically allocate the X matrix...
this->_svmProblem->x = new svm_node*[rowSize];
for(int row = 0; row < rowSize; ++row)
this->_svmProblem->x[row] = new svm_node[colSize + 1];
//...and the y vector
this->_svmProblem->y = new double[rowSize];
this->_svmProblem->l = rowSize;
for(int row = 0; row < rowSize; ++row)
{
for(int col = 0; col < colSize; ++col)
{
//set the index and the value. indexing starts at 1.
this->_svmProblem->x[row][col].index = col + 1;
double tempVal = (double)data.at<float>(row,col);
this->_svmProblem->x[row][col].value = tempVal;
}
this->_svmProblem->x[row][colSize].index = -1;
this->_svmProblem->x[row][colSize].value = 0;
//add the label to the y array, and feature vector to X matrix
double tempVal = (double)labels.at<float>(row);
this->_svmProblem->y[row] = tempVal;
}
}/*createProblem()*/
以下是我如何设置参数，其中svmParams是我自己的C / Gamma结构，等等：
this->_svmParameter = new svm_parameter;
std::memset(this->_svmParameter,0,sizeof(svm_parameter));
this->_svmParameter->svm_type = svmParams.svmType;
this->_svmParameter->kernel_type = svmParams.kernalType;
this->_svmParameter->C = svmParams.C;
this->_svmParameter->gamma = svmParams.gamma;
this->_svmParameter->nr_weight = 0;
this->_svmParameter->eps = 0.001;
this->_svmParameter->degree = 1;
this->_svmParameter->shrinking = 0;
this->_svmParameter->probability = 1;
this->_svmParameter->cache_size = 100;
我使用提供的param /问题检查功能，不会返回任何错误。
然后我按照这样训练：this->_svmModel = svm_train(this->_svmProblem, this->_svmParameter);
然后像这样预测：
float pred = (float)svm_predict(this->_svmModel, x[i]);
如果有人能指出我在哪里出错了，我会非常感激。谢谢！
修改
使用此代码我打印了问题的内容
for(int i = 0; i < rowSize; ++i)
{
std::cout << "[";
for(int j = 0; j < colSize + 1; ++j)
{
std::cout << " (" << this->_svmProblem->x[i][j].index << ", " << this->_svmProblem->x[i][j].value << ")";
}
std::cout << "]" << " <" << this->_svmProblem->y[i] << ">" << std::endl;
}
这是输出：
[ (1, -1) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.92394) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.7532) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.75977) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.75337) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.76299) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.76527) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.74631) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.85153) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.72436) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.76485) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.72936) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.94004) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.92756) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, -0.9688) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.05193) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.048488) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.070436) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.15191) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.07331) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.019786) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.072793) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.16157) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.057188) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.11187) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.15886) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.0701) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, -0.17816) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.12305) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.058615) (2, 0) (-1, 0)] <3>
[ (1, 0.80203) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.734) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.9072) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.88061) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.83903) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.86604) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 1) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.77988) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.8578) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.79559) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.99545) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.78376) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.72177) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.72619) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.80149) (2, 0) (-1, 0)] <1>
[ (1, 0.092327) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.019054) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.15287) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.1471) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.068182) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.094567) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.17071) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.16646) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.030421) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.094346) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.14408) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.090025) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.043706) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.15065) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.11751) (2, -1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.02324) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.0080356) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.17752) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.011135) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.029063) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.15398) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.097746) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.01018) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.015592) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.062793) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.014444) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.1205) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, -0.18011) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.010521) (2, 1) (-1, 0)] <2>
[ (1, 0.036914) (2, 1) (-1, 0)] <2>
此处，数据以[（index，value）...]标签格式打印。
我创建的人工数据集只有3个类，所有类都可以通过非线性决策边界轻松分离。每行是特征向量（观察），具有2个特征（x coord，y coord）。 Libsvm要求用-1标签终止每个向量，所以我这样做。
EDIT2：
此编辑适用于我用于训练的C和Gamma值，以及数据缩放。我通常在0和1之间的数据（如这里建议的那样：http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/papers/guide/guide.pdf）。我也将扩展这个假数据集并重试，尽管我使用与libsvm的MATLAB实现相同的精确数据集，它可以100％准确地分离这些未缩放的数据。
对于C和Gamma，我也使用指南中建议的值。我创建了两个向量并使用双嵌套循环来尝试所有组合：
std::vector<double> CList, GList;
double baseNum = 2.0;
for(double j = -5; j <= 15; j += 2) //-5 and 15
CList.push_back(pow(baseNum,j));
for(double j = -15; j <= 3; j += 2) //-15 and 3
GList.push_back(pow(baseNum,j));
循环看起来像：
for(auto CIt = CList.begin(); CIt != CList.end(); ++CIt) //for all C's
{
double C = *CIt;
for(auto GIt = GList.begin(); GIt != GList.end(); ++GIt) //for all gamma's
{
double gamma = *GIt;
svmParams.svmType = C_SVC;
svmParams.kernalType = RBF;
svmParams.C = C;
svmParams.gamma = gamma;
......training code etc..........
EDIT3：
由于我不断参考MATLAB，我将展示准确性差异。以下是libsvm产量精度的热图：
以下是MATLAB使用相同参数和相同C / Gamma网格产生的精度图：
以下是用于生成C / Gamma列表的代码，以及我如何训练：
CList = 2.^(-15:2:15);%(-5:2:15);
GList = 2.^(-15:2:15);%(-15:2:3);
cmd = ['-q -s 0 -t 2 -c ', num2str(C), ' -g ', num2str(gamma)];
model = ovrtrain(yTrain,xTrain,cmd);
EDIT4
作为一个完整性检查，我重新格式化了我的假缩放数据集，以符合libsvm的Unix / Linux终端API使用的数据集。我使用MATLAB精度图中的C / Gamma进行训练和预测。预测准确率为100％。因此，我在C ++实现中绝对做错了。
EDIT5
我将从Linux终端训练的模型加载到我的C ++包装器类中。然后我尝试预测用于训练的相同的精确数据集。 C ++的准确性仍然很糟糕！但是，我非常接近缩小问题的根源。如果MATLAB / Linux在100％准确度方面都达成一致，那么它所生成的模型已经被证明可以在训练过的同一数据集上产生100％的准确度，现在我的C ++包装类在验证模型中表现不佳。 ..有三种可能的情况：
- 我用来将cv :: Mats转换为预测所需的svm_node *的方法存在问题。
- 我用来预测标签的方法存在问题。
- 2和3！
现在真正检查的代码是我如何创建svm_node。这又是：
svm_node** LibSVM::createNode(INPUT const cv::Mat& data)
{
const int rowSize = data.rows;
const int colSize = data.cols;
//dynamically allocate the X matrix...
svm_node** x = new svm_node*[rowSize];
if(x == NULL)
throw MLInterfaceException("Could not allocate SVM Node Array.");
for(int row = 0; row < rowSize; ++row)
{
x[row] = new svm_node[colSize + 1]; //+1 here for the index-terminating -1
if(x[row] == NULL)
throw MLInterfaceException("Could not allocate SVM Node.");
}
for(int row = 0; row < rowSize; ++row)
{
for(int col = 0; col < colSize; ++col)
{
double tempVal = data.at<double>(row,col);
x[row][col].value = tempVal;
}
x[row][colSize].index = -1;
x[row][colSize].value = 0;
}
return x;
} /*createNode()*/
预测：
cv::Mat LibSVM::predict(INPUT const cv::Mat& data)
{
if(this->_svmModel == NULL)
throw MLInterfaceException("Cannot predict; no model has been trained or loaded.");
cv::Mat predMat;
//create the libsvm representation of data
svm_node** x = this->createNode(data);
//perform prediction for each feature vector
for(int i = 0; i < data.rows; ++i)
{
double pred = svm_predict(this->_svmModel, x[i]);
predMat.push_back<double>(pred);
}
//delete all rows and columns of x
for(int i = 0; i < data.rows; ++i)
delete[] x[i];
delete[] x;
return predMat;
}
EDIT6：
对于那些在家中进行调整的人，我在C ++中训练了一个模型（使用MATLAB中找到的最佳C / Gamma），将其保存到文件中，然后尝试通过Linux终端预测训练数据。它得分为100％。我的预测出了点问题。 O_0
EDIT7：
我终于找到了问题。我找到了巨大的错误跟踪帮助。我打印了用于预测的svm_node ** 2D数组的内容。它是createProblem（）方法的子集。有一部分我没有复制+粘贴到新功能。它是给定特征的索引;从来没有写过。应该还有1行：
x[row][col].index = col + 1; //indexing starts at 1
现在预测工作正常。
1 个答案:
答案 0 :(得分：3)
查看您的伽马值非常有用，因为您的数据未经过标准化会产生巨大差异。
libsvm中的gamma与超球面半径成反比，因此如果这些球体相对于输入范围太小，则一切都将被激活，然后模型将始终输出相同的值。
因此，两个建议是1）将输入值缩放到范围[-1,1]。 2）使用伽玛值进行播放。
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