libSVM学习笔记

目录

一、        LibSVM文件结构说明... 2

二、        LibSVM安装及测试... 2

1.下载libsvm...2

2.解压至指定目录...2

3.设置路径...3

4.编译libsvm...3

5.执行编译...4

6.安装测试...6

三、        LibSVM基础使用... 7

四、        LibSVM使用规范... 9

1. libSVM的数据格式...9

2.svmscale的用法...9

3.svmtrain的用法...10

4.svmpredict 的用法...12

五、        逐步深入LibSVM... 12

1. svm_group_class.14

2. 多类判别的one-against-one.15

1）1-V-R方式...15

2）1-V-1方式...15

3）有向无环图（DAG-SVM）...15

3. hessian矩阵的内存处理...16

4. 数据选择select_working_set(i,j)17

5. 停止准则...18

6. 因子α的更新...18

7. 数据缩放do_shrinking()19

8. 截距b的计算...19

六、        分界线的输出... 20

七、        easy.py和grid.py的使用... 22

 

一、           LibSVM文件结构说明

LibSVM是台湾 林智仁(Chih-Jen Lin) 教授2001年开发的一套支持向量机的库，可以很方便的对数据做分类或回归。这套库可以从http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/免费获得。下载.zip格式的版本，解压后可以看到，主要有5个文件夹和一些c++源码文件。

Java—— 主要是应用于java平台；

Python—— 是用来参数优选的工具，稍后介绍；

svm-toy—— 一个可视化的工具，用来展示训练数据和分类界面，里面是源码，其编译后的程序在windows文件夹下；

tools—— 主要包含四个python文件，用来数据集抽样(subset)，参数优选（grid），集成测试(easy), 数据检查(checkdata)；

windows——包含libSVM四个exe程序包，我们所用的库就是他们。

里面还有个heart_scale，是一个样本文件，可以用记事本打开，用来测试用的。

其他.h和.cpp文件都是程序的源码，可以编译出相应的.exe文件。其中，最重要的是svm.h和svm.cpp文件，svm-predict.c、svm-scale.c和svm-train.c（还有一个svm-toy.c在svm-toy文件夹中）都是调用的这个文件中的接口函数，编译后就是windows下相应的四个exe程序。另外，里面的 README 跟 FAQ 也是很好的文件，对于初学者如果E文过得去，可以看一下。

二、           LibSVM安装及测试

1.下载libsvm

http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvm/

2.解压至指定目录

将libsvm解压至D:\MATLAB\R2010a\toolbox下，你也可以解压至你喜欢的地方。

3.设置路径

下载下来的借口包里有svm的一些源文件，没有可执行的exe文件，所以，必须先将svmtrain等源文件编译为matlab可以使用的dll等文件。于是先选择编译器，如下：

4.编译libsvm

首先在matlab设置当前目录为 D:\MATLAB\R2010a\toolbox\libsvm-3.12\matlab

5.执行编译

在matlab命令窗口中输入

mex -setup

显示

输入n

选择编译器：【21】

输入n

输入编译器所在路径

再次确认自己的选择，输入y

编译器选择好了之后，用make.m编译

命令窗口输入make

可以看到新编译出4个文件libsvmread.mexw32，libsvmwrite.mexw32，svmtrain.mexw32，svmpredict.mexw32

6.安装测试

在命令窗口中输入

load heart_scale;

此时需注意，libsvm3.12中提供的是c++版本的数据集heart_scale，这里需要加载matlab版本的数据集。

这两个数据集有什么不同呢？

C++版本的数据集里面如果某一个样本的某一个特征为0，这个特征可以不写在数据集中，但是在matlab版本中，必须要写出来。否则的话，会报这样一个错误：

此时你可以选择下载matlab型的数据集，给一个链接。

http://download.csdn.net/detail/boruoshui/4881338

然后读取数据集

libsvmread('heart_scale');

完成该步骤后发现Workspace中出现了heart_scale_inst 和 heart_scale_label,说明正确。

model=svmtrain(heart_scale_inst,heart_scale_label)

[predict_lebel,accuracy]=svmpredict(heart_scale_label,heart_scale_inst,model)

由于libsvm新的版本对于输出结果的重新设定

[predict_lebel,accuracy]=svmpredict(heart_scale_label,heart_scale_inst,model)

命令会报BUG

改为如下命令即可。（老版本不用改变。本文是libsvm-3.12。）

model=svmtrain(heart_scale_label,heart_scale_inst)

[predicted_label,accuracy, decision_values]=svmpredict(heart_scale_label,heart_scale_inst,model)

证明libsvm安装成功，可以进行其他的实验了。

三、           LibSVM基础使用

1. 把LibSVM包解压到相应的目录，比如D:/libsvm。

2. 在电脑“开始”的“运行”中输入cmd，进入DOS环境。定位到cdD:\libsvm\windows下

3. 进行libsvm训练，输入命令：(这里要注意文件的名字，2.89以前版本都是svmtrain.exe)

svm-train heart_scale train.model

heart_scale ——是目录下的已经存在的样本文件，要换成自己的文件，只需改成自己的文件名就可以了

train.model ——是创建的结果文件，保存了训练后的结果

可以看到结果：

#iter——为迭代次数

nu—— 为选择的核函数类型的参数

obj——为SVM文件转换为的二次规划求解得到的最小值

rho——为判决函数的偏置项b，nSV 为标准支持向量个数(0<a[i]<c)

nBSV——为边界上的支持向量个数(a[i]=c)

Total nSV——为支持向量总个数（对于两类来说，因为只有一个分类模型Total nSV = nSV，但是对于多类，这个是各个分类模型的nSV之和）。

    在目录下，还可以看到产生了一个train.model文件，可以用记事本打开，记录了训练后的结果。

         svm_type c_svc                    //所选择的svm类型，默认为c_svc

         kernel_type rbf                      //训练采用的核函数类型，此处为RBF核

         gamma 0.0769231                  //RBF核的参数γ

         nr_class 2                               //类别数，此处为两分类问题

         total_sv 132                          //支持向量总个数

         rho 0.424462                         //判决函数的偏置项b

         label 1 -1                                 //原始文件中的类别标识

         nr_sv 64 68                           //每个类的支持向量机的个数

         SV                                          //以下为各个类的权系数及相应的支持向量

   1 1:0.166667 2:1 3:-0.333333 …10:-0.903226 11:-1 12:-1 13:1

   0.5104832128985164 1:0.125 2:13:0.333333 … 10:-0.806452 12:-0.333333 13:0.5

   ………..

   -1 1:-0.375 2:1 3:-0.333333…. 10:-1 11:-112:-1 13:1

   -1 1:0.166667 2:1 3:1 ….10:-0.870968 12:-1 13:0.5

四、           LibSVM使用规范

需要说明的是，2.89版本以前，都是svmscale、svmtrain和svmpredict，最新的是svm-scale、svm-train和svm-predict，要是用不习惯，只需要把那四个exe文件名去掉中间的短横线，改成svmscale、svmtrain和svmpredict就可以了，我们还是按原来函数名的讲。

1. libSVM的数据格式

Label 1:value 2:value ….

Label：是类别的标识，比如上节train.model中提到的1 -1，你可以自己随意定，比如-10，0，15。当然，如果是回归，这是目标值，就要实事求是了。

Value：就是要训练的数据，从分类的角度来说就是特征值，数据之间用空格隔开

比如: -15 1:0.708 2:1056 3:-0.3333

需要注意的是，如果特征值为0，特征冒号前面的(姑且称做序号)可以不连续。

如：-15 1:0.708 3:-0.3333

表明第2个特征值为0，从编程的角度来说，这样做可以减少内存的使用，并提高做矩阵内积时的运算速度。我们平时在matlab中产生的数据都是没有序号的常规矩阵，所以为了方便最好编一个程序进行转化。

2. svmscale的用法

svmscale是用来对原始样本进行缩放的，范围可以自己定，一般是[0,1]或[-1,1]。缩放的目的主要是

1）防止某个特征过大或过小，从而在训练中起的作用不平衡；

2）为了计算速度。因为在核计算中，会用到内积运算或exp运算，不平衡的数据可能造成计算困难。

用法：svmscale [-l lower] [-u upper]

                [-y y_lower y_upper]

                [-s save_filename]

                [-r restore_filename] filename

其中，[]中都是可选项：

        -l：设定数据下限；lower：设定的数据下限值，缺省为-1

        -u：设定数据上限；upper：设定的数据上限值，缺省为 1

        -y：是否对目标值同时进行缩放；y_lower为下限值，y_upper为上限值；

        -s save_filename：表示将缩放的规则保存为文件save_filename；

        -r restore_filename：表示将按照已经存在的规则文件restore_filename进行缩放；

        filename：待缩放的数据文件，文件格式按照libsvm格式。

默认情况下，只需要输入要缩放的文件名就可以了，比如(已经存在的文件为test.txt) ：

svmscale test.txt

这时，test.txt中的数据已经变成[-1,1]之间的数据了。但是，这样原来的数据就被覆盖了，为了让规划好的数据另存为其他的文件，我们用一个dos的重定向符 > 来另存为(假设为out.txt)：

svmscaletest.txt > out.txt

运行后，我们就可以看到目录下多了一个out.txt文件，那就是规范后的数据。假如，我们想设定数据范围[0,1]，并把规则保存为test.range文件:

svmscale –l 0 –u 1 –s test.range test.txt > out.txt

这时，目录下又多了一个test.range文件，可以用记事本打开，下次就可以用-r test.range来载入了。

3. svmtrain的用法

svmtrain我们在前面已经接触过，他主要实现对训练数据集的训练，并可以获得SVM模型。

用法： svmtrain [options] training_set_file [model_file]

其中，options为操作参数，可用的选项即表示的涵义如下所示:

-s 设置svm类型：

         0 – C-SVC

         1 – v-SVC

         2 – one-class-SVM

        3 – ε-SVR

         4 – n - SVR

-t 设置核函数类型，默认值为2

        0 -- 线性核：u'*v

        1 -- 多项式核：(g*u'*v+ coef 0)degree

        2 -- RBF 核：exp(-γ*||u-v||2)

        3 -- sigmoid 核：tanh(γ*u'*v+ coef 0)

-d degree: 设置多项式核中degree的值，默认为3

-gγ: 设置核函数中γ的值，默认为1/k，k为特征（或者说是属性）数；

        -r coef 0:设置核函数中的coef0，默认值为0；

        -c cost：设置C-SVC、ε-SVR、n - SVR中从惩罚系数C，默认值为1；

        -n v ：设置v-SVC、one-class-SVM 与n - SVR 中参数n ，默认值0.5；

        -p ε ：设置v-SVR的损失函数中的e ，默认值为0.1；

        -m cachesize：设置cache内存大小，以MB为单位，默认值为40；

        -e ε ：设置终止准则中的可容忍偏差，默认值为0.001；

        -h shrinking：是否使用启发式，可选值为0 或1，默认值为1；

        -b 概率估计：是否计算SVC或SVR的概率估计，可选值0 或1，默认0；

        -wi weight：对各类样本的惩罚系数C加权，默认值为1；

        -v n：n折交叉验证模式；

        model_file：可选项，为要保存的结果文件，称为模型文件，以便在预测时使用。

    默认情况下，只需要给函数提供一个样本文件名就可以了，但为了能保存结果，还是要提供一个结果文件名，比如:test.model,则命令为：

svmtraintest.txt test.model

4. svmpredict 的用法

   svmpredict 是根据训练获得的模型，对数据集合进行预测。

   用法：svmpredict [options] test_file model_file output_file

   其中，options为操作参数，可用的选项即表示的涵义如下所示:

-b probability_estimates——是否需要进行概率估计预测，可选值为0 或者1，默认值为0。

model_file ——是由svmtrain 产生的模型文件；

test_file—— 是要进行预测的数据文件，格式也要符合libsvm格式，即使不知道label的值，也要任意填一个，svmpredict会在output_file中给出正确的label结果，如果知道label的值，就会输出正确率；

output_file ——是svmpredict 的输出文件，表示预测的结果值。

对于要做研究的，还需要深入到svm.cpp文件内部，看看都做了什么。

五、           逐步深入LibSVM

其实，在之前上海交大模式分析与机器智能实验室对2.6版本的svm.cpp做了部分注解，（在哪里？google一下你就知道）。但是，这个注释只是针对代码而注释，整篇看下来，你会发现除了理解几个参数的含义，还是会对libsvm一头雾水。当然作为理解程序的辅助材料，还是有很大用处的。特别是，对几个结构体的说明，比较清楚。但是要清楚程序具体做了什么，还是要追踪程序中去。SVC是SVM分类器，  由于svm涉及的数学知识比较多，我们这篇只是讲一些基本的思路，所以就从最基本的C-SVC型svm，核函数采用常用的RBF函数(SVC是SVM分类器，SVR是SVM回归http://wiki.opencv.org.cn/index.php/机器学习中文参考手册#.E6.94.AF.E6.8C.81.E5.90.91.E9.87.8F.E6.9C.BA.E9.83.A8.E5.88.86)。LibSVM就采用2.6版本的好了，因为后续的版本作者又加了很多内容，不易理解作者最初的思路。我是做模式识别，主要从分类的角度来解析函数的调用过程，我们从svmtrain.c看起，其调用的函数过程如下：

      

   

    上图是整个C-SVC的计算过程，下面对一些重要的内容进行具体说明:

1. svm_group_class

      在2.6版中没有此函数的，其功能直接在svm_train实现，为了增强可读性，2.89版中设置了这个函数，其实所作的工作都是一样的。需要说明的是其重新排列后perm中只存储的是各个样本在原始位置的序号，而非数据。这样做的好处有两个：

       1）不必破坏原始数据（也就是读进来的x的数据）；

       2）检索起来方便，只需要L维的数据检索，得到序号后，然后定位到原始数据中相应的位置就可以。 

 

       perm是中各类的排列顺序是按照原始样本中各类出现的先后顺序排列的，不一定是按照你原始样本的label序号排列，假如原始样本的label是{-1，0，1}，而最先出现的label为1的样本，那么perm中就把label为1的作为类0最先排列。而start中记录的是各类的起始序号，而这个序号是在perm中的序号。

2. 多类判别的one-against-one

      svm做判别是用的分界线(面)，两类之间只有一个分界线(面)，因此分类器也只有1种，要么是1类要么是2类。但是对于多类，分类方式就有多种。目前，存在的方法主要有：

       1）1-V-R方式

       对于k类问题，把其中某一类的n个训练样本视为一类，所有其他类别归为另一类，因此共有k个分类器。最后预测时，判别式使用竞争方式，也就是哪个类得票多就属于那个类。

       2）1-V-1方式

       也就是我们所说的one-against-one方式。这种方法把其中的任意两类构造一个分类器，共有(k-1)×k/2个分类器。最后预测也采用竞争方式。

       3）有向无环图（DAG-SVM）

       该方法在训练阶段采用1-V-1方式，而判别阶段采用一种两向有向无环图的方式。

       LibSVM采用的是1-V-1方式，因为这种方式思路简单，并且许多实践证实效果比1-V-R方式要好。  

 

       上图是一个5类1-V-1组合的示意图，红色是0类和其他类的组合，紫色是1类和剩余类的组合，绿色是2类与右端两类的组合，蓝色只有3和4的组合。因此，对于nr_class个类的组合方式为：

                                                       for(i = 0; i < nr_class; i ++)

                                                        {

                                                              for(j = i+1; i < nr_class; j ++)     

                                                              { 类 i–V – 类 j }

                                                        }

 

3. hessian矩阵的内存处理        

      因为svm是基于结构风险最小的，因此在分类识别方式具有较传统的基于经验风险最小的方式有优势。但是svm也有一个致命的缺陷，因为要计算hessian矩阵Qij所耗的内存巨大，不利于实践中应用。目前，怎么减小内存的使用依旧是SVM的研究的课题。LibSVM对hessian矩阵处理的策略是定义了一个内存处理类Cache类，预先认为分配一定的内存，存储计算好的Qij，其序号的检索采用双向链表的方式，加快了检索速度。其最重要的函数为： 

       int Cache::get_data(constint index, Qfloat **data, int len)

       //len 是 data 的长度，data为返回的内存首地址，index为Qij的行。

       每次都要查找链表中行为index的Qi，假如已经计算过了，就返回计算过的内存地址，并把储存首地址的链表节点插入到链表尾部。假如没计算过，就分配内存并进行计算，当剩余的内存不够时，就要回收链表头指向的内存。这里，可能有人会问，难道以前计算的就没有用了吗？？其实，是因为Qij是稀疏矩阵，在训练过程中只要其对应的alpha[i]不再变动（这时alpha[i]=0或者alpha[i]=C），其对应的Qi就不会被选到来训练，因此原来计算的Qi就没有用了。其实，链表的顺序代表了别选到的频率，最头部的是最不可能被选到，因为这时alpha[i]=0或者alpha[i]=C，而最尾部的最容易被选到。

4. 数据选择select_working_set(i,j)     

     对于样本数量比较多的时候（几千个），SVM所需要的内存是计算机所不能承受的。目前，对于这个问题的解决方法主要有两种：块算法和分解算法。这里，libSVM采用的是分解算法中的SMO(串行最小化)方法，其每次训练都只选择两个样本。我们不对SMO做具体的讨论，要想深入了解可以查阅相关的资料，这里只谈谈和程序有关的知识。

      一般SVM的对偶问题为：                      

                                                               

 S.t.                                                                                                         （4.1）

                                                                                              

     SVM收敛的充分必要条件是KKT条件，其表现为：

                                           （4.2） 

     由4.1式求导可得：

                                           （4.3） 

     进一步推导可知：

                                                 （4.4）

    也就是说，只要所有的样本都满足4.4式，那么得到解就是最优值。因此，在每轮训练中，每次只要选择两个样本(序号为i和j)，是最违反KKT条件（也就是4.4式）的样本，就能保证其他样本也满足KKT条件。序号i和j的选择方式如下： 

                         （4.5）

5. 停止准则

    LibSVM程序中，停止准则蕴含在了函数select_working_set(i,j)返回值中。也就是，当找不到符合4.5式的样本时，那么理论上就达到了最优解。但是，实际编程时，由于KKT条件还是蛮苛刻的，要进行适当的放松。令： 

                                                          （4.6）

     由4.4式可知，当所有样本都满足KKT条件时，gi ≤ -gj

       加一个适当的宽松范围ε，也就是程序中的eps，默认为0.001，那么最终的停止准则为：

gi ≤ -gj +ε  →    gi + gj ≤ε                                  （4.7）

6. 因子α的更新

    由于SMO每次都只选择2个样本，那么4.1式的等式约束可以转化为直线约束： 

                                             （4.8）

   转化为图形表示为： 

                             

      把4.8式中α1由α2 表示，即：，结合上图由解析几何可得α2的取值范围： 

                                   （4.9）

     经过一系列变换，可以得到的α2更新值α2new：

                                                 （4.10）

    结合4.9和4.10式得到α2new最终表达式：

                                                                    （4.11）

      得到α2new后，就可以由4.8式求α1new。

      这里，具体操作的时候，把选择后的序号i和j代替这里的1和2就可以了。当然，编程时，这些公式还是太抽象。对于4.9式，还需要具体细分。比如，对于y1 y2 = -1时的L = max(0,α2 - α1)，是0大还α2 - α1是大的问题。总共需要分8种情况。

7. 数据缩放do_shrinking()

     上面说到SVM用到的内存巨大，另一个缺陷就是计算速度，因为数据大了，计算量也就大，很显然计算速度就会下降。因此，一个好的方式就是在计算过程中逐步去掉不参与计算的数据。因为，实践证明，在训练过程中，alpha[i]一旦达到边界（alpha[i]=0或者alpha[i]=C），alpha[i]值就不会变，随着训练的进行，参与运算的样本会越来越少，SVM最终结果的支持向量（0<alpha[i]<C）往往占很少部分。

       LibSVM采用的策略是在计算过程中，检测active_size中的alpha[i]值，如果alpha[i]到了边界，那么就应该把相应的样本去掉（变成inactived），并放到栈的尾部，从而逐步缩小active_size的大小。

8. 截距b的计算

    b计算的基本公式为：

                                                                         （4.12）

     理论上，b的值是不定的。当程序达到最优后，只要用任意一个标准支持向量机（0<alpha[i]<C）的样本带入4.12式，得到的b值都是可以的。目前，求b的方法也有很多种。在libSVM中，分别对y=+1和y=-1的两类所有支持向量求b，然后取平均值：

                                                                     （4.13）

    至此，libSVM的整个思路我们简单的过了一遍，里面涉及到很到理论知识，许多细节需要查看相关的SVM的书籍。说实话，笔者也是新手，有些理论也没弄很清楚，我只能把我知道的尽量的讲出来。希望对一些想要了解SVM的有所帮助。 

六、           分界线的输出

LibSVM自带了一个可视化的程序svm-toy，用来输出类之间的分界线。它是先把样本文件载入，然后进行训练，通过对每个像素点的坐标进行判断，看属于哪一类，就附上那类的颜色，从而使类与类之间形成分割线。

为什么说是分界线呢，其实严格说来是分界超平面，但是我们为了能直观用绘图工具绘(比如matlab)出图来只能输出具有二维（也就是特征数是2）的样本分界，因此也就成了线了。要绘分界线，就要用到训练结果，我们在第二节和第三节都讨论了，训练结果（或训练模型）文件怎么输出，但是，没怎么详细说明怎么使用训练结果，现在具体说明。下面是两个模型文件： 

        

                   图5.1 两类模型文件                                 图5.2 三类模型文件

从图5.1和5.2比较可以看出，两类只存在一个分类器，因此每个支持向量对应的系数α(也就是SV的第一排)，也只有 1个（当然，截距rho也只有一个）。这种情况最简单，只要把相应的支持向量和α的值带入方程： 

                                (5.1)

找到为0的解，就是分界点了。（式中，有些文献是+b，libSVM采用的是-b）

对于三类或多类时，情况就比较复杂。我们原来讨论过，对于类数k>2的情况，分类器个数为k×(k-1)/2个，那么对应的b值（也就是rho）应该也是k×(k-1)/2个。那么每个支持向量对应的系数α是多少呢？是k-1个，因为每个支持向量（sv）与其他每个类都有一个系数相对应。当然，和有的类对应时可能不是标准支持向量(0<alpha[i]<C)，但是至少和其中一个类对应是标准的。我们先看一下图5.2的SV的数据结构： 

 

各nSV对应的αiyi

特征1

特征2

类0(label为-1)

前13个

类0 - V - 类1

类0 - V - 类2

 

1:0.297595

 

2:1.197805

0.4800095239454689

0.2016577869168293

类1(label为0)

中间9个

类1 - V - 类0

类1 - V - 类2

 

1:3.621706

 

2:1.263636

-0.6580578158072528

0.7036762846823739

类2(label为1)

后8个

类2 - V - 类0

类2 - V - 类1

 

1:8.296066

 

2:7.225341

-0.7056286598529473

-0.6494097661702236

    从表中，可以看出，每个支持向量(SV)都有相应的k-1（这里的k为3）个α，后面就是向量的数据。因此，输出分界线时，只要认清系数的位置就可以了。如要输出类0和类2之间的分界线，就要带入类0的第二列和类2的第1列中的α。 

   这里需要重点说明的是：文件输出的不是单纯的α，实际上是αiyi（这里的yi是在训练时的+1或-1，而不是原始样本的label），因此在带入5.1式时，不需要判断yi的值了。

      了解了数据结构以后，就是求解方程。5.1式是个多元方程（这和x的维数有关，这里讨论的是2维的，因此是二元方程），而只有一个等式，因此要对其中一个参数做定常处理。先求出其中一个参数的范围，不妨设为x[0]（在绘图时相当于x坐标轴）x_max和x_min，然后分成100等分，对每一个节点处

      x[0]i = i×(x_max- x_min)/100+ x_min

      这样，x[0]就相当于固定了，然后代入5.1式求x[1]（也就是y）。这就转化成了一元方程，可以采用传统的数学解法，这里，我采用的是网络遍历法。也就是对x[1]也分成100分进行遍历，把节点处的x[1]：

       x[1]j = j×(y_max- y_min)/100+ y_min

     代入5.1式，看是否接近于0，如果接近0，说明此点是边界点，然后输出坐标就可以了。

                                                for(i = 0; i < 100; i ++)

                                                       for(j = 0; j < 100; j ++)

                                                       {

                                                              X[0] = x[0]i;

                                                              X[1] = x[1]j;

                                                            if( )

                                                              cout<< X[0] << “ “ <<  X[1] <<endl;

                                                       }

分界点坐标输出以后，就可以用matlab把分界线绘制出来了。

七、           easy.py和grid.py的使用

LibSVM有一个tools文件夹，里面包含有四个python文件，是用来对参数优选的。其中，常用到的是easy.py和grid.py两个文件。都要用python（可以在http://www.python.org上下载到，需要安装）和绘图工具gnuplot（可以在ftp://ftp.gnuplot.info/pub/gnuplot/上下载，不需要安装）。

假设:

python安装在d:/libsvm/tools/python26下

gnuplot解压到d:/libsvm/tools/gnuplot

libsvm放在了d:/libsvm/program中（这时easy.py和grid.py文件的目录为d:/libsvm/program/tools）。另外，需要注意的是版本，我的是python 2.6、gnuplot 4.2 和libsvm 2.89，操作系统是WINXP。

1. grid.py使用方法

文件grid.py是对C-SVC的参数c和γ做优选的，原理也是网格遍历，假设我们要对目录d:/libsvm/program/tools下的样本文件heart_scale做优选，其具体用法为：

第一步：打开d:/libsvm/program下的tools文件夹，找到grid.py文件。用python打开（不能双击，而要右键选择“Edit with IDLE”），修改svmtrain_exe和gnuplot_exe的路径。

                              svmtrain_exe= r"D:/libSVM/program/svm-train.exe"

                            gnuplot_exe =r"D:/libSVM/gnuplot/pgnuplot.exe"

（这里面有一个是对非win32的，可以不用改，只改# example for windows下的就可以了）

 第二步：运行cmd，进入dos环境，定位到d:/libsvm/program/tools文件夹，这里是放置grid.py的地方。

第三步：输入以下命令：

                                         d:/libsvm/python26/python  grid.py heart_scale

你就会看到dos窗口中飞速乱串的[local]数据，以及一个gnuplot的动态绘图窗口。大约过10秒钟，就会停止。Dos窗口中的[local]数据时局部最优值，这个不用管，直接看最后一行：

                                         2048.0 0.0001220703125 84.0741

其意义表示：C = 2048.0；γ=0.0001220703125（γ是哪个参数？参看LibSVM学习（三）中svmtrain的参数说明）；交叉验证精度CV Rate = 84.0741%，这就是最优结果。

第四步：打开目录d:/libsvm/program/tools，我们可以看到新生成了两个文件：heart_scale.out和heart_scale.png，第一个文件就是搜索过程中的[local]和最优数据，第二文件就是gnuplot图像。

 现在，grid.py已经运行完了，你可以把最优参数输入到svmtrain中进行训练了。当然了，你在当中某一步很可能出现问题，不过不要紧，我也不是一下子成功的，摸索了半天才成功。下面就需要注意的问题说明一下：

1）grid.py和svm-train的版本要统一，也就是说你不能用2.6的grid.py去调用2.89的svm-train。

2）你的目录中如果有空格，比如d:/program files/ libsvm/...，那么无论是在第一步还是第二步，请把目录改成d:/progra~1/ libsvm/...

3) 第三步的命令问题。首先要看你定位到哪个目录，那么其下的文件就不需要带路径，否则就要带。像我们上面的命令，我当前的目录是d:/libsvm/program/tools，那么其下的easy.py和heart_scale文件就不需要加路径，而python.exe是在d:/libsvm/python26/下，因此不在当前目录下，所以要加路径。比如，当我首先用dos定位到d:/libsvm/python26时，其命令就可以改成：

                    python  d:/libsvm/program/tools/grid.py d:/libsvm/program/tools/heart_scale

总起来说，命令为python 目标文件 样本文件，其原则是要让系统找得到文件。假如系统提示你“不是内部或外部命令”，说明你python的路径错误，而如果是‘not found file’的提示，很可能是其他两个文件路径错误。

4）假如，你仍旧出现问题，那么请换一下python或者gnuplot的版本，目前python最新版本是3.1，但是好像会出问题，老一点的版本2.4或2.5的兼容性会更好。

2. easy.py使用方法

文件easy.py对样本文件做了“一条龙服务”，从参数优选，到文件预测。因此，其对grid.py、svm-train、svm-scale和svm-predict都进行了调用（当然还有必须的python和gnuplot）。因此，运行easy.py需要保证这些文件的路径都要正确。当然还需要样本文件和预测文件，这里样本文件还是用heart_scale，预测文件我们复制一份然后改名heart_test，下面说一下使用方法：

     第一步：打开easy.py，修改# example for windows下的几个路径：  

   第二步：运行cmd，进入dos环境，定位到放置easy.py的目录d:/libsvm/program/tools。

   第三步：输入命令：

                    d:/libsvm/python26/pythoneasy.py heart_scale heart_test

           你就会看到一个gnuplot的动态绘图窗口。大约20s以后停止，dos窗口显示为：

                                  Scaling training data...

                                  Cross validation...

                                  Best c=2048.0, g=0.0001220703125 CV rate=84.0741

                                  Training...

                                  Output model: heart_scale.model

                                  Scaling testing data...

                                  Testing...

                                  Accuracy = 85.1852% (230/270) (classification)

                                  Output prediction: heart_test.predict

    这就是最终预测结果，可以看到第三行就是调用grid.py的结果。在d:/libsvm/program/tools下你会看到又多了7个文件，都是以前我们碰到的过程文件，都可以用记事本打开。

3. 常见的问题解析：

    1）

            Scalingtraining data...
              Crossvalidation...
             Traceback (most recent call last):
              File"easy.py", line 61, in ?
             c,g,rate = map(float,last_line.split())
             ValueError: need more than 0 values to unpack

       [解析] 说明你的grid.py运行出现错误，你可以参照第一部分“grid.py使用方法”运行一下就会发现问题。另外，有的说是相对路径的问题，建议找到easy.py的以下部分：

       cmd = "%s -svmtrain %s-gnuplot %s %s" % (grid_py, svmtrain_exe, gnuplot_exe, scaled_file)
改成
          cmd = "%s %s-svmtrain %s -gnuplot %s %s" % (python_path, grid_py, svmtrain_exe,gnuplot_exe, scaled_file)

 

     2）

            Traceback(most recent call last)
              File"grid.py", line 349, in ?
             main()
              File"grid.py", line 344, in main
             redraw(db)
              File"grid.py", line 132, in redraw
             gnuplot.write("set term windows/n")
             IOError [Errno 22] Invalid argument
       [解析] 说明你的gnuplot.exe在调用过程中出现问题，要么是你的路径不对，要么是你的版本不对，请检查。

3）

            Traceback(most recent call last): 
              File"C:/Python24/lib/threading.py", line 442, in __bootstrap 
             self.run() 
              File"c:/libsvm/tools/gridregression.py", line 212, in run 
             self.job_queue.put((cexp,gexp,pexp)) 
              File"C:/Python24/lib/Queue.py", line 88, in put 
             self._put(item) 
              File"c:/libsvm/tools/gridregression.py", line 268, in _put 
             self.queue.insert(0,item) 
             AttributeError: 'collections.deque' object has no attribute 'insert

       [解析] 很显然，你调用的是gridregression.py，其是用来做回归用的。如果你调用easy.py也出现这种问题按照原作者的说法，这里是因为你的python调用出现错误，很可能是版本不对，如果是2.4的版本，请把easy.py中的

      self.queue.insert(0,item)
改成
      if sys.hexversion >= 0x020400A1:
             self.queue.appendleft(item)
       else
             self.queue.insert(0,item)