陆振波的SVM

来源:互联网 发布:可靠的淘宝德国代购店 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 03:20
 支持向量机matlab工具箱1.0(Support Vector Machine,SVM Matlab Tool
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1 声明

支持向量机Matlab工具箱1.0
使用平台 - Matlab6.5
版权所有:陆振波,海军工程大学
电子邮件:luzhenbo@yahoo.com.cn
个人主页:http://luzhenbo.88uu.com.cn
参数文献:Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"

Support Vector Machine Matlab Toolbox 1.0
Platform : Matlab6.5 / Matlab7.0
Copyright : LU Zhen-bo, Navy Engineering University, WuHan, HuBei, P.R.China, 430033  
E-mail : luzhenbo@yahoo.com.cn        
Homepage : http://luzhenbo.88uu.com.cn     
Reference : Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"


Solve the quadratic PageRankogramming PageRankoblem - "quadPageRankog.m"

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2 内容

该工具箱包括了二种分类,二种回归,以及一种一类支持向量机算法
(1) Main_SVC_C.m                --- C_SVC二类分类算法
(2) Main_SVC_Nu.m               --- Nu_SVC二类分类算法
(3) Main_SVM_One_Class.m        --- One-Class支持向量机
(4) Main_SVR_Epsilon.m          --- Epsilon_SVR回归算法
(5) Main_SVR_Nu.m               --- Nu_SVR回归算法

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3 使用

(1) 目录下以Main_开头的文件即是主程序文件,直接按快捷键F5运行即可
(2) 工具箱中所有程序均在Matlab6.5环境中调试经过,不能保证在Matlab其它版本正确运行

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4给予共享地址

http://luzhenbo.88uu.com.cn/svm.htm
 
 
% 支持向量机Matlab工具箱1.0 - Nu-SVC, Nu二类分类算法
% 使用平台 - Matlab6.5
% 版权所有:陆振波,海军工程大学
% 电子邮件:luzhenbo@yahoo.com.cn
% 个人主页:http://luzhenbo.88uu.com.cn
% 参数文献:Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"
%
% Support Vector Machine Matlab Toolbox 1.0 - Nu Support Vector Classification
% Platform : Matlab6.5 / Matlab7.0
% Copyright : LU Zhen-bo, Navy Engineering University, WuHan, HuBei, P.R.China, 430033  
% E-mail : luzhenbo@yahoo.com.cn        
% Homepage : http://luzhenbo.88uu.com.cn     
% Reference : Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"
%
% Solve the quadratic PageRankogramming PageRankoblem - "quadPageRankog.m"

clc
clear
close all

% ------------------------------------------------------------%
% 定义核函数及相关参数

nu = 0.2;            % nu -> (0,1] 在支持向量数与错分样本数之间进行折衷

ker = struct('type','linear');
%ker = struct('type','ploy','degree',3,'offset',1);
%ker = struct('type','gauss','width',1);
%ker = struct('type','tanh','gamma',1,'offset',0);

% ker - 核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).

% ------------------------------------------------------------%
% 构造两类训练样本

n = 50;
randn('state',3);
x1 = randn(n,2);
y1 = ones(n,1);
x2 = 5+randn(n,2);
y2 = -ones(n,1);

figure(2);
plot(x1(:,1),x1(:,2),'bx',x2(:,1),x2(:,2),'k.');
hold on;

X = [x1;x2];        % 训练样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数
Y = [y1;y2];        % 训练方向,n×1的矩阵,n为样本个数,值为+1或-1

% ------------------------------------------------------------%
% 训练支持向量机

tic
svm = Nu_SVC_Train(X,Y,nu,ker);
t_train = toc

% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子

% ------------------------------------------------------------%
% 找寻支持向量

a = svm.a;
epsilon = 1e-8;                     % 如果小于此值则认为是0
i_sv = find(a>epsilon);             % 支持向量下标
plot(X(i_sv,1),X(i_sv,2),'ro');

% ------------------------------------------------------------%
% 测试输出

[x1,x2] = meshgrid(-2:0.05:7,-2:0.05:7);
[rows,cols] = size(x1);
nt = rows*cols;                  % 测试样本数
Xt = [reshape(x1,nt,1),reshape(x2,nt,1)];

tic
Yd = Nu_SVC_Sim(svm,Xt);           % 测试输出
t_sim = toc

Yd = reshape(Yd,rows,cols);
contour(x1,x2,Yd,[0 0],'m');       % 分类面
hold off;

function [K] = CalcKernel(ker,x,y)
% Calculate kernel function.   
%
% x: 输入样本,n1×d的矩阵,n1为样本个数,d为样本维数
% y: 输入样本,n2×d的矩阵,n2为样本个数,d为样本维数
%
% ker  核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).
%
% ker = struct('type','linear');
% ker = struct('type','ploy','degree',d,'offset',c);
% ker = struct('type','gauss','width',s);
% ker = struct('type','tanh','gamma',g,'offset',c);
%
% K: 输出核参数,n1×n2的矩阵

%-------------------------------------------------------------%
% 转成列向量
x = x';
y = y';

%-------------------------------------------------------------%

switch ker.type
    case 'linear'
        K = x'*y;
    case 'ploy'
        d = ker.degree;
        c = ker.offset;
        K = (x'*y+c).^d;
    case 'gauss'
        s = ker.width;
        rows = size(x,2);
        cols = size(y,2);   
        tmp = zeros(rows,cols);
        for i = 1:rows
            for j = 1:cols
                tmp(i,j) = norm(x(:,i)-y(:,j));
            end
        end        
        K = exp(-0.5*(tmp/s).^2);
    case 'tanh'
        g = ker.gamma;
        c = ker.offset;
        K = tanh(g*x'*y+c);
    otherwise
        K = 0;
end

function svm = Nu_SVC_Train(X,Y,nu,ker)

% 输入参数:
% X  训练样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数
% Y  训练方向,n×1的矩阵,n为样本个数,值为+1或-1
% nu   控制参数
% ker  核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).

% 输出参数:
% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子

% ------------------------------------------------------------%
% 解二次优化

n = length(Y);
H = (Y*Y').*Calckernel(ker,X,X);

f = zeros(n,1);
A = -ones(1,n);
b = -nu;
Aeq = Y';
beq = 0;
lb = zeros(n,1);
ub = ones(n,1)/n;
a0 = zeros(n,1);

options = optimset;
options.LargeScale = 'off';
options.Display = 'off';

[a,fval,eXitflag,output,lambda]  = quadPageRankog(H,f,A,b,Aeq,beq,lb,ub,a0,options);
eXitflag

% ------------------------------------------------------------%
% 输出 svm
svm.ker = ker;
svm.x = X;
svm.y = Y;
svm.a = a;

function Yd = Nu_SVC_Sim(svm,Xt)
% 输入参数:
% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%       type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%                poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%                gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%                tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%       degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%       offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%       width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%       gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子
%
% Xt  测试样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数

% 输出参数:
% Yd  测试输出,n×1的矩阵,n为样本个数,值为+1或-1

% ------------------------------------------------------------%

ker = svm.ker;
X = svm.x;
Y = svm.y;
a = svm.a;

% ------------------------------------------------------------%
% 求 b

epsilon = 1e-8;                  % 如果小于此值则认为是0
i_sv = find(a>epsilon);          % 支持向量下标

tmp = (Y.*a)'*Calckernel(ker,X,X(i_sv,);          % 行向量
b = 1./Y(i_sv)-tmp';
b = mean(b);

% ------------------------------------------------------------%
% 测试输出

nt = size(Xt,1);                  % 测试样本数
tmp =  (Y.*a)'*Calckernel(ker,X,Xt);
Yd = sign(tmp+b)';
 
 
% 支持向量机Matlab工具箱1.0 - Epsilon-SVR, Epsilon回归算法
% 使用平台 - Matlab6.5
% 版权所有:陆振波,海军工程大学
% 电子邮件:luzhenbo@yahoo.com.cn
% 个人主页:http://luzhenbo.88uu.com.cn
% 参数文献:Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"
%
% Support Vector Machine Matlab Toolbox 1.0 - Epsilon Support Vector Regression
% Platform : Matlab6.5 / Matlab7.0
% Copyright : LU Zhen-bo, Navy Engineering University, WuHan, HuBei, P.R.China, 430033  
% E-mail : luzhenbo@yahoo.com.cn        
% Homepage : http://luzhenbo.88uu.com.cn     
% Reference : Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"
%
% Solve the quadratic PageRankogramming PageRankoblem - "quadPageRankog.m"

clc
clear
close all

% ------------------------------------------------------------%
% 定义核函数及相关参数

C = 100;                % 拉格朗日乘子上界
e = 0.2;                % 不敏感损失函数的参数,Epsilon越大,支持向量越少

%ker = struct('type','linear');
%ker = struct('type','ploy','degree',3,'offset',1);
ker = struct('type','gauss','width',1);
%ker = struct('type','tanh','gamma',1,'offset',0);

% ker - 核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).

% ------------------------------------------------------------%
% 构造两类训练样本

n = 50;
rand('state',42);
X  = linspace(-4,4,n)';                           % 训练样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数,那里d=1
Ys = (1-X+2*X.^2).*exp(-.5*X.^2);
f = 0.2;                                          % 相对误差
Y  = Ys+f*max(abs(Ys))*(2*rand(size(Ys))-1)/2;    % 训练方向,n×1的矩阵,n为样本个数,值为期望输出

figure(4)
plot(X,Ys,'b-',X,Y,'b*');
hold on;

% ------------------------------------------------------------%
% 训练支持向量机

tic
svm = Epsilon_SVR_Train(X,Y,C,e,ker);
t_train = toc

% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子

% ------------------------------------------------------------%
% 找寻支持向量

a = svm.a;
epsilon = 1e-8;                     % 如果"绝对值"小于此值则认为是0
i_sv = find(abs(a)>epsilon);        % 支持向量下标,那里对abs(a)进行判定
plot(X(i_sv),Y(i_sv),'ro');

% ------------------------------------------------------------%
% 测试输出

tic
Yd = Epsilon_SVR_Sim(svm,X);           % 测试输出
t_sim = toc

plot(X,Yd,'r--',X,[Yd-e,Yd+e],'g:');
hold off;

function [K] = CalcKernel(ker,x,y)
% Calculate kernel function.   
%
% x: 输入样本,n1×d的矩阵,n1为样本个数,d为样本维数
% y: 输入样本,n2×d的矩阵,n2为样本个数,d为样本维数
%
% ker  核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).
%
% ker = struct('type','linear');
% ker = struct('type','ploy','degree',d,'offset',c);
% ker = struct('type','gauss','width',s);
% ker = struct('type','tanh','gamma',g,'offset',c);
%
% K: 输出核参数,n1×n2的矩阵

%-------------------------------------------------------------%
% 转成列向量
x = x';
y = y';

%-------------------------------------------------------------%

switch ker.type
    case 'linear'
        K = x'*y;
    case 'ploy'
        d = ker.degree;
        c = ker.offset;
        K = (x'*y+c).^d;
    case 'gauss'
        s = ker.width;
        rows = size(x,2);
        cols = size(y,2);   
        tmp = zeros(rows,cols);
        for i = 1:rows
            for j = 1:cols
                tmp(i,j) = norm(x(:,i)-y(:,j));
            end
        end        
        K = exp(-0.5*(tmp/s).^2);
    case 'tanh'
        g = ker.gamma;
        c = ker.offset;
        K = tanh(g*x'*y+c);
    otherwise
        K = 0;
end

function svm = Epsilon_SVR_Train(X,Y,C,e,ker)

% 输入参数:
% X  训练样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数
% Y  训练方向,n×1的矩阵,n为样本个数,值为期望输出
% C  拉格朗日乘子上界
% e  不敏感损失函数的参数,Epsilon越大,支持向量越少
% ker  核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).

% 输出参数:
% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子

% ------------------------------------------------------------%
% 解二次优化

n = length(Y);
Q = Calckernel(ker,X,X);
H = [Q,-Q;-Q,Q];
f = [e*ones(n,1)-Y;e*ones(n,1)+Y];          % 符号不相同,决策函数就不相同,实际上是一回事!见文件"Epsilon_SVR_Sim.m"第37,45行
%f = [e*ones(n,1)+Y;e*ones(n,1)-Y];
A = [];
b = [];
Aeq = [ones(1,n),-ones(1,n)];
beq = 0;
lb = zeros(2*n,1);               
ub = C*ones(2*n,1);
a0 = zeros(2*n,1);

%第三步:调用优化工具箱quadPageRankog函数乞求二次规划
options = optimset;
options.LargeScale = 'off';
options.Display = 'off';

[a,fval,eXitflag,output,lambda]  = quadPageRankog(H,f,A,b,Aeq,beq,lb,ub,a0,options);
eXitflag

% ------------------------------------------------------------%
% 输出 svm
svm.ker = ker;
svm.x = X;
svm.y = Y;
svm.a = a(1:n)-a(n+1:end);

function Yd = Epsilon_SVR_Sim(svm,Xt)
% 输入参数:
% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%       type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%                poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%                gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%                tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%       degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%       offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%       width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%       gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子
%
% Xt  测试样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数

% 输出参数:
% Yd  测试输出,n×1的矩阵,n为样本个数,值为+1或-1

% ------------------------------------------------------------%

ker = svm.ker;
X = svm.x;
Y = svm.y;
a = svm.a;    % 那里实际值为 a(1:n)-a(n+1:end),见文件"Epsilon_SVR_Train.m"第56行

% ------------------------------------------------------------%
% 求 b

epsilon = 1e-8;                     % 如果"绝对值"小于此值则认为是0
i_sv = find(abs(a)>epsilon);        % 支持向量下标,那里对abs(a)进行判定

tmp = a'*Calckernel(ker,X,X(i_sv,);   % 行向量
b = Y(i_sv)-tmp';                       % 符号不相同,决策函数就不相同,实际上是一回事!见文件"Epsilon_SVR_Train.m"第33行
%b = Y(i_sv)+tmp';
b = mean(b);

% ------------------------------------------------------------%
% 测试输出

nt = size(Xt,1);                    % 测试样本数
tmp =  a'*Calckernel(ker,X,Xt);     % 符号不相同,决策函数就不相同,实际上是一回事!见文件"Epsilon_SVR_Train.m"第33行
%tmp =  -a'*Calckernel(ker,X,Xt);
Yd = (tmp+b)';
 
 
% 支持向量机Matlab工具箱1.0 - Nu-SVR, Nu回归算法
% 使用平台 - Matlab6.5
% 版权所有:陆振波,海军工程大学
% 电子邮件:luzhenbo@yahoo.com.cn
% 个人主页:http://luzhenbo.88uu.com.cn
% 参数文献:Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"
%
% Support Vector Machine Matlab Toolbox 1.0 - Nu Support Vector Regression
% Platform : Matlab6.5 / Matlab7.0
% Copyright : LU Zhen-bo, Navy Engineering University, WuHan, HuBei, P.R.China, 430033  
% E-mail : luzhenbo@yahoo.com.cn        
% Homepage : http://luzhenbo.88uu.com.cn     
% Reference : Chih-Chung Chang, Chih-Jen Lin. "LIBSVM: a Library for Support Vector Machines"
%
% Solve the quadratic PageRankogramming PageRankoblem - "quadPageRankog.m"

clc
clear
close all

% ------------------------------------------------------------%
% 定义核函数及相关参数

C = 100;                % 拉格朗日乘子上界
nu = 0.01;              % nu -> (0,1] 在支持向量数与拟合精度之间进行折衷

%ker = struct('type','linear');
%ker = struct('type','ploy','degree',3,'offset',1);
ker = struct('type','gauss','width',1);
%ker = struct('type','tanh','gamma',1,'offset',0);

% ker - 核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).

% ------------------------------------------------------------%
% 构造两类训练样本

n = 50;
rand('state',42);
X  = linspace(-4,4,n)';                           % 训练样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数,那里d=1
Ys = (1-X+2*X.^2).*exp(-.5*X.^2);
f = 0.2;                                          % 相对误差
Y  = Ys+f*max(abs(Ys))*(2*rand(size(Ys))-1)/2;    % 训练方向,n×1的矩阵,n为样本个数,值为期望输出

figure(4)
plot(X,Ys,'b-',X,Y,'b*');
hold on;

% ------------------------------------------------------------%
% 训练支持向量机

tic
svm = Nu_SVR_Train(X,Y,C,nu,ker);
t_train = toc

% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子

% ------------------------------------------------------------%
% 找寻支持向量

a = svm.a;
epsilon = 1e-8;                     % 如果"绝对值"小于此值则认为是0
i_sv = find(abs(a)>epsilon);        % 支持向量下标,那里对abs(a)进行判定
plot(X(i_sv),Y(i_sv),'ro');

% ------------------------------------------------------------%
% 测试输出

tic
Yd = Nu_SVR_Sim(svm,X);           % 测试输出
t_sim = toc

plot(X,Yd,'r--');
hold off;

function [K] = CalcKernel(ker,x,y)
% Calculate kernel function.   
%
% x: 输入样本,n1×d的矩阵,n1为样本个数,d为样本维数
% y: 输入样本,n2×d的矩阵,n2为样本个数,d为样本维数
%
% ker  核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).
%
% ker = struct('type','linear');
% ker = struct('type','ploy','degree',d,'offset',c);
% ker = struct('type','gauss','width',s);
% ker = struct('type','tanh','gamma',g,'offset',c);
%
% K: 输出核参数,n1×n2的矩阵

%-------------------------------------------------------------%
% 转成列向量
x = x';
y = y';

%-------------------------------------------------------------%

switch ker.type
    case 'linear'
        K = x'*y;
    case 'ploy'
        d = ker.degree;
        c = ker.offset;
        K = (x'*y+c).^d;
    case 'gauss'
        s = ker.width;
        rows = size(x,2);
        cols = size(y,2);   
        tmp = zeros(rows,cols);
        for i = 1:rows
            for j = 1:cols
                tmp(i,j) = norm(x(:,i)-y(:,j));
            end
        end        
        K = exp(-0.5*(tmp/s).^2);
    case 'tanh'
        g = ker.gamma;
        c = ker.offset;
        K = tanh(g*x'*y+c);
    otherwise
        K = 0;
end

function svm = Nu_SVR_Train(X,Y,C,nu,ker)

% 输入参数:
% X  训练样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数
% Y  训练方向,n×1的矩阵,n为样本个数,值为期望输出
% C  拉格朗日乘子上界
% e  不敏感损失函数的参数,Epsilon越大,支持向量越少
% ker  核参数(结构体变量)
% the following fields:
%   type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%            poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%            gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%            tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%   degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%   offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%   width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%   gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).

% 输出参数:
% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子

% ------------------------------------------------------------%
% 解二次优化

n = length(Y);
Q = Calckernel(ker,X,X);
H = [Q,-Q;-Q,Q];
f = [-Y;+Y];          % 符号不相同,决策函数就不相同,实际上是一回事!见文件"Nu_SVR_Sim.m"第37,45行
%f = [+Y;-Y];
A = [];
b = [];
Aeq = [ones(1,n),-ones(1,n);ones(1,2*n)];
beq = [0;C*n*nu];
lb = zeros(2*n,1);               
ub = C*ones(2*n,1);
a0 = zeros(2*n,1);

%第三步:调用优化工具箱quadPageRankog函数乞求二次规划
options = optimset;
options.LargeScale = 'off';
options.Display = 'off';

[a,fval,eXitflag,output,lambda]  = quadPageRankog(H,f,A,b,Aeq,beq,lb,ub,a0,options);
eXitflag

% ------------------------------------------------------------%
% 输出 svm
svm.ker = ker;
svm.x = X;
svm.y = Y;
svm.a = a(1:n)-a(n+1:end);

function Yd = Nu_SVR_Sim(svm,Xt)
% 输入参数:
% svm  支持向量机(结构体变量)
% the following fields:
%   ker - 核参数
%       type   - linear :  k(x,y) = x'*y
%                poly   :  k(x,y) = (x'*y+c)^d
%                gauss  :  k(x,y) = exp(-0.5*(norm(x-y)/s)^2)
%                tanh   :  k(x,y) = tanh(g*x'*y+c)
%       degree - Degree d of polynomial kernel (positive scalar).
%       offset - Offset c of polynomial and tanh kernel (scalar, negative for tanh).
%       width  - Width s of Gauss kernel (positive scalar).
%       gamma  - Slope g of the tanh kernel (positive scalar).
%   x - 训练样本
%   y - 训练方向;
%   a - 拉格朗日乘子
%
% Xt  测试样本,n×d的矩阵,n为样本个数,d为样本维数

% 输出参数:
% Yd  测试输出,n×1的矩阵,n为样本个数,值为+1或-1

% ------------------------------------------------------------%

ker = svm.ker;
X = svm.x;
Y = svm.y;
a = svm.a;    % 那里实际值为 a(1:n)-a(n+1:end),见文件"Nu_SVR_Train.m"第56行

% ------------------------------------------------------------%
% 求 b

epsilon = 1e-8;                     % 如果"绝对值"小于此值则认为是0
i_sv = find(abs(a)>epsilon);        % 支持向量下标,那里对abs(a)进行判定

tmp = a'*Calckernel(ker,X,X(i_sv,);       % 行向量
b = Y(i_sv)-tmp';                           % 符号不相同,决策函数就不相同,实际上是一回事!见文件"Nu_SVR_Train.m"第33行
%b = Y(i_sv)+tmp';
b = mean(b);

% ------------------------------------------------------------%
% 测试输出

nt = size(Xt,1);                    % 测试样本数
tmp =  a'*Calckernel(ker,X,Xt);     % 符号不相同,决策函数就不相同,实际上是一回事!见文件"Nu_SVR_Train.m"第33行
%tmp =  -a'*Calckernel(ker,X,Xt);
Yd = (tmp+b)';
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