SVM流行库LIBSvm的使用和调参

简介：Libsvm is a simple, easy-to-use, and efficient software for SVM classification and regression. It solves C-SVM classification, nu-SVM classification, one-class-SVM, epsilon-SVM regression, and nu-SVM regression. It also provides an automatic model selection tool for C-SVM classification.

　　Libsvm是一个简单，易于使用和高效的SVM分类和回归软件。 它解决了C-SVM分类，nu-SVM分类，一类SVM，ε-SVM回归和nu-SVM回归。 它还提供了C-SVM分类的自动模型选择工具。

github :https://github.com/cjlin1/libsvm

一、安装

二、使用说明：

svm-train traning_set_file model_file

svm-predict test_file model_fileoutput_file

python平台使用:python svm_mode.py train_data test_data

--------LIBSVM常用参数的意义--------------

-s svm类型：SVM设置类型(默认0)

-t 核函数类型：核函数设置类型(默认2)

-d degree：核函数中的degree设置(针对多项式核函数)(默认3)

-g r(gama)：核函数中的gamma函数设置(针对多项式/rbf/sigmoid核函数) (默认类别数目的倒数)

-r coef0：核函数中的coef0设置(针对多项式/sigmoid核函数)((默认0)

-s SVM类型：默认（0）0--c-svm 1--nu-svm 2--one class-svm 3--e-svm 4--nu-svm

　　监督学习问题：

　　分类

　　C-svm:C-支持向量分类机；参数C为惩罚系数，C越大表示对错误分类的惩罚越大，适当的参数C对分类Accuracy很关键。

　　Nu-svm:v-支持向量分类机；由于C的选取比较困难，用另一个参数v代替C。C是“无意义”的，v是有意义的。（与C_SVC其实采用的模型相同，但是它们的参数C的范围不同,C_SVC采用的是0到正无穷，该类型是[0,1]。）

　　回归：　　

　　E-svm:ε-支持向量回归机，不敏感损失函数，对样本点来说，存在着一个不为目标函数提供任何损失值的区域。

　　Nu-svm:n-支持向量回归机，由于EPSILON_SVR需要事先确定参数，然而在某些情况下选择合适的参数却不是一件容易的事情。而NU_SVR能够自动计算参数。

　　非监督学习问题：

　　One-class-svm:​单类别-支持向量机，不需要类标号,用于支持向量的密度估计和聚类

-t 核函数类型：核函数设置类型(默认2)

　　 LINEAR：线性核函数（linear kernel）

　　POLY:多项式核函数（ploynomial kernel）

　　RBF:径向机核函数(radical basis function)

　　SIGMOID: 神经元的非线性作用函数核函数(Sigmoid tanh)

　　PRECOMPUTED：用户自定义核函数

究竟用哪一种核函数取决对数据处理的要求，不过建议一般都是使用RBF核函数。因为RBF核函数具有良好的性态，在实际问题中表现出了良好的性能。另外使用线性核函数

理由：

　　1、个核函数将样本非线性地映射到一个更高维的空间，与线性核不同，它能够处理分类标注和属性的非线性关系。并且，线性核是RBF的一个特例（Keerthi and Lin 2003），因此，使用一个惩罚因子C的线性核与某些参数（C,γ）的RBF核具有相同的性能。同时，Sigmoid核的表现很像一定参数的RBF核（Lin and Link 2003）。

　　2、第二个原因，超参数（hyperparameter）的数量会影响到模型选择的复杂度（因为参数只能靠试验呀！）。多项式核比RBF核有更多的超参数。
最后，RBF核有更少的数值复杂度（numerical difficulties）。一个关键点0<Kij<=1对比多项式核，后者关键值需要 infinity(rxiTxj+r>1)或者zero(rxiTxj+r<1)，这是高阶运算。此外，我们必须指出sigmoid核在某些参数下不是合法的 （例如，不是两个向量的内积）。（Vapnik 1995）
当然，也存在一些情形RBF核是不适用的。特别地，当特征维数非常大的时候，很可能只能适用线性核。

------------------------实际工程中SVM使用心得--------------------------

一、实际工程中SVM使用的全部流程：

　　1.   对数据做归一化（simple scaling）

　　2.   应用 RBF kernel

　　3.   用cross-validation和grid-search 得到最优的c和g

　　4.   用得到的最优c和g训练训练数据

　　5.   测试

二、一些的经验：

　　1、样本数目少于特征维度并不一定会导致过拟合，这可以参考余凯老师的这句评论：

“这不是原因啊，呵呵。用RBF kernel, 系统的dimension实际上不超过样本数，与特征维数没有一个trivial的关系。”

 

　　2、：RBF核应该可以得到与线性核相近的效果（按照理论，RBF核可以模拟线性核），可能好于线性核，也可能差于，但是，不应该相差太多。

当然，很多问题中，比如维度过高，或者样本海量的情况下，大家更倾向于用线性核，因为效果相当，但是在速度和模型大小方面，线性核会有更好的表现。

　　老师木还有一句评论，可以加深初学者对SVM的理解：

　　“须知rbf实际是记忆了若干样例，在sv中各维权重重要性等同。线性核学出的权重是feature weighting作用或特征选择 。”

      上述摘自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6ae183910101cxbv.html