使用TensorFlow实现SVM

较基础的SVM,后续会加上多分类以及高斯核,供大家参考。

Talk is cheap, show me the code

import tensorflow as tf
from sklearn.base import BaseEstimator, ClassifierMixin
import numpy as np

class TFSVM(BaseEstimator, ClassifierMixin):

 def __init__(self,
  C = 1, kernel = 'linear',
  learning_rate = 0.01,
  training_epoch = 1000,
  display_step = 50,
  batch_size = 50,
  random_state = 42):
  #参数列表
  self.svmC = C
  self.kernel = kernel
  self.learning_rate = learning_rate
  self.training_epoch = training_epoch
  self.display_step = display_step
  self.random_state = random_state
  self.batch_size = batch_size

 def reset_seed(self):
  #重置随机数
  tf.set_random_seed(self.random_state)
  np.random.seed(self.random_state)

 def random_batch(self, X, y):
  #调用随机子集,实现mini-batch gradient descent
  indices = np.random.randint(1, X.shape[0], self.batch_size)
  X_batch = X[indices]
  y_batch = y[indices]
  return X_batch, y_batch

 def _build_graph(self, X_train, y_train):
  #创建计算图
  self.reset_seed()

  n_instances, n_inputs = X_train.shape

  X = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_inputs], name = 'X')
  y = tf.placeholder(tf.float32, [None, 1], name = 'y')

  with tf.name_scope('trainable_variables'):
   #决策边界的两个变量
   W = tf.Variable(tf.truncated_normal(shape = [n_inputs, 1], stddev = 0.1), name = 'weights')
   b = tf.Variable(tf.truncated_normal([1]), name = 'bias')

  with tf.name_scope('training'):
   #算法核心
   y_raw = tf.add(tf.matmul(X, W), b)
   l2_norm = tf.reduce_sum(tf.square(W))
   hinge_loss = tf.reduce_mean(tf.maximum(tf.zeros(self.batch_size, 1), tf.subtract(1., tf.multiply(y_raw, y))))
   svm_loss = tf.add(hinge_loss, tf.multiply(self.svmC, l2_norm))
   training_op = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate = self.learning_rate).minimize(svm_loss)

  with tf.name_scope('eval'):
   #正确率和预测
   prediction_class = tf.sign(y_raw)
   correct_prediction = tf.equal(y, prediction_class)
   accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))

  init = tf.global_variables_initializer()

  self._X = X; self._y = y
  self._loss = svm_loss; self._training_op = training_op
  self._accuracy = accuracy; self.init = init
  self._prediction_class = prediction_class
  self._W = W; self._b = b

 def _get_model_params(self):
  #获取模型的参数,以便存储
  with self._graph.as_default():
   gvars = tf.get_collection(tf.GraphKeys.GLOBAL_VARIABLES)
  return {gvar.op.name: value for gvar, value in zip(gvars, self._session.run(gvars))}

 def _restore_model_params(self, model_params):
  #保存模型的参数
  gvar_names = list(model_params.keys())
  assign_ops = {gvar_name: self._graph.get_operation_by_name(gvar_name + '/Assign') for gvar_name in gvar_names}
  init_values = {gvar_name: assign_op.inputs[1] for gvar_name, assign_op in assign_ops.items()}
  feed_dict = {init_values[gvar_name]: model_params[gvar_name] for gvar_name in gvar_names}
  self._session.run(assign_ops, feed_dict = feed_dict)

 def fit(self, X, y, X_val = None, y_val = None):
  #fit函数,注意要输入验证集
  n_batches = X.shape[0] // self.batch_size

  self._graph = tf.Graph()
  with self._graph.as_default():
   self._build_graph(X, y)

  best_loss = np.infty
  best_accuracy = 0
  best_params = None
  checks_without_progress = 0
  max_checks_without_progress = 20

  self._session = tf.Session(graph = self._graph)

  with self._session.as_default() as sess:
   self.init.run()

   for epoch in range(self.training_epoch):
    for batch_index in range(n_batches):
     X_batch, y_batch = self.random_batch(X, y)
     sess.run(self._training_op, feed_dict = {self._X:X_batch, self._y:y_batch})
    loss_val, accuracy_val = sess.run([self._loss, self._accuracy], feed_dict = {self._X: X_val, self._y: y_val})
    accuracy_train = self._accuracy.eval(feed_dict = {self._X: X_batch, self._y: y_batch})

    if loss_val < best_loss:
     best_loss = loss_val
     best_params = self._get_model_params()
     checks_without_progress = 0
    else:
     checks_without_progress += 1
     if checks_without_progress > max_checks_without_progress:
      break

    if accuracy_val > best_accuracy:
     best_accuracy = accuracy_val
     #best_params = self._get_model_params()

    if epoch % self.display_step == 0:
     print('Epoch: {}\tValidaiton loss: {:.6f}\tValidation Accuracy: {:.4f}\tTraining Accuracy: {:.4f}'
      .format(epoch, loss_val, accuracy_val, accuracy_train))
   print('Best Accuracy: {:.4f}\tBest Loss: {:.6f}'.format(best_accuracy, best_loss))
   if best_params:
    self._restore_model_params(best_params)
    self._intercept = best_params['trainable_variables/weights']
    self._bias = best_params['trainable_variables/bias']
   return self

 def predict(self, X):
  with self._session.as_default() as sess:
   return self._prediction_class.eval(feed_dict = {self._X: X})

 def _intercept(self):
  return self._intercept

 def _bias(self):
  return self._bias

实际运行效果如下(以Iris数据集为样本):

画出决策边界来看看:

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

(0)

相关推荐

  • TensorFlow Session使用的两种方法小结

    TensorFlow Session 在TensorFlow中是通过session进行交互的,使用session有两种方法.下面通过一个简单的例子(两个矩阵相乘)说一下 {[3,1] 与{[5,2] 相乘 [1,2]} [2,4]} 代码 #encoding=utf-8 import tensorflow as tf matrix1 = tf.constant([[3,1],[1,2]]) matrix2 = tf.constant([[5,2],[2,4]]) product = tf.mat

  • python3.6.3安装图文教程 TensorFlow安装配置方法

    本文主要介绍Python3.6及TensorFlow的安装和配置流程. 一.Python官网下载自己电脑和系统对应的Python安装包. 网址:下载地址 一直往下拉到Files,这里我下载的是Windows x86-64 executable installer (注意:要装TensorFlow必须安装64位的Python,TensorFlow不支持32位)< 二.下载python-3.6.3-amd64.exe应用程序 下载完成后得到一个python-3.6.3-amd64.exe应用程序,右

  • Tensorflow使用支持向量机拟合线性回归

    支持向量机可以用来拟合线性回归. 相同的最大间隔(maximum margin)的概念应用到线性回归拟合.代替最大化分割两类目标是,最大化分割包含大部分的数据点(x,y).我们将用相同的iris数据集,展示用刚才的概念来进行花萼长度与花瓣宽度之间的线性拟合. 相关的损失函数类似于max(0,|yi-(Axi+b)|-ε).ε这里,是间隔宽度的一半,这意味着如果一个数据点在该区域,则损失等于0. # SVM Regression #---------------------------------

  • 使用tensorflow实现线性svm

    本文实例为大家分享了tensorflow实现线性svm的具体代码,供大家参考,具体内容如下 简单方法: import tensorflow as tf import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt def placeholder_input(): x=tf.placeholder('float',shape=[None,2],name='x_batch') y=tf.placeholder('float',shape=[None,

  • tensorflow实现简单逻辑回归

    逻辑回归是机器学习中很简答的一个栗子,这篇文章就是要介绍如何使用tensorflow实现一个简单的逻辑回归算法. 逻辑回归可以看作只有一层网络的前向神经网络,并且参数连接的权重只是一个值,而非矩阵.公式为:y_predict=logistic(X*W+b),其中X为输入,W为输入与隐含层之间的权重,b为隐含层神经元的偏置,而logistic为激活函数,一般为sigmoid或者tanh, y_predict为最终预测结果. 逻辑回归是一种分类器模型,需要木便函数不断的优化参数,这里目标函数为y_p

  • win10下tensorflow和matplotlib安装教程

    本文介绍了一系列安装教程,具体如下 1.安装Python 版本选择是3.5.1,因为网上有些深度学习实例用的就是这个版本,跟他们一样的话可以避免版本带来的语句规范问题 python的下载官网 2.安装easy_install 在Python的官网下载easy_install的安装包,下载地址 下载完成后解压zip,解压后双击setup.py,会跳出一个黑框闪一下,这时python目录下的scripts文件夹中有了easy_install的应用程序文件. 接下来配置环境变量:计算机→系统属性→高级

  • C++调用tensorflow教程

    目前深度学习越来越火,学习.使用tensorflow的相关工作者也越来越多.但是目前绝大部分的python都是拥有着丰富的python的API,而c++的API不够完善.这就导致绝大多是使用tensorflow的项目都是基于python. 如果项目是由c++编写,想调用python下的tensorflow?可参考本教程(tensorflow模型是CNN卷积神经网络) 具体步骤: 1.python环境 首先安装python,可以在Anaconda官网直接下载.记住python一定选择64bit,目

  • win10下python3.5.2和tensorflow安装环境搭建教程

    在win10环境下搭建python3.5.2和tensorflow平台,供大家参考,具体内容如下 操作步骤如下: 1.官网(https://www.python.org/ )下载python3.5.2  选择Downloads-Windows 选择64位executable installer 2.安装过程,双击.exe可执行文件(此步可参考安装教程:win10环境下python3.5安装步骤图文教程) 一路默认下去! 3.安装成功后打开cmd命令窗口 print("Hello World!&q

  • TensorFlow实现模型评估

    我们需要评估模型预测值来评估训练的好坏. 模型评估是非常重要的,随后的每个模型都有模型评估方式.使用TensorFlow时,需要把模型评估加入到计算图中,然后在模型训练完后调用模型评估. 在训练模型过程中,模型评估能洞察模型算法,给出提示信息来调试.提高或者改变整个模型.但是在模型训练中并不是总需要模型评估,我们将展示如何在回归算法和分类算法中使用它. 训练模型之后,需要定量评估模型的性能如何.在理想情况下,评估模型需要一个训练数据集和测试数据集,有时甚至需要一个验证数据集. 想评估一个模型时就

  • TensorFlow实现iris数据集线性回归

    本文将遍历批量数据点并让TensorFlow更新斜率和y截距.这次将使用Scikit Learn的内建iris数据集.特别地,我们将用数据点(x值代表花瓣宽度,y值代表花瓣长度)找到最优直线.选择这两种特征是因为它们具有线性关系,在后续结果中将会看到.本文将使用L2正则损失函数. # 用TensorFlow实现线性回归算法 #---------------------------------- # # This function shows how to use TensorFlow to #

随机推荐