kernel[n_train:, :n_train].dot(K_inv).dot( Y_train - H_train.dot(beta) )
时间: 2024-06-03 12:12:54 浏览: 53
这是一个公式,其中:
- `kernel` 是一个矩阵,表示两两样本之间的核函数值;
- `n_train` 是训练集样本数量;
- `K_inv` 是 kernel 矩阵的逆矩阵;
- `Y_train` 是训练集的目标变量;
- `H_train` 是一个矩阵,表示训练集样本在模型中的设计矩阵;
- `beta` 是模型的系数。
这个公式的意义是用核岭回归的方法来预测测试集的目标变量。具体来说,公式中的第一项 `kernel[n_train:, :n_train].dot(K_inv)` 表示测试集样本与训练集样本之间的核函数值,第二项 `Y_train` 表示训练集的目标变量,第三项 `H_train.dot(beta)` 表示训练集的预测值。这个公式的结果就是测试集的预测值。
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翻译这段代码class GPR: def __init__(self, optimize=True): self.is_fit = False self.train_X, self.train_y = None, None self.params = {"l": 2, "sigma_f": 1} self.optimize = optimize def fit(self, X, y): # store train data self.train_X = np.asarray(X) self.train_y = np.asarray(y) # hyper parameters optimization def negative_log_likelihood_loss(params): self.params["l"], self.params["sigma_f"] = params[0], params[1] Kyy = self.kernel(self.train_X, self.train_X) + 1e-8 * np.eye(len(self.train_X)) loss = 0.5 * self.train_y.T.dot(np.linalg.inv(Kyy)).dot(self.train_y) + 0.5 * np.linalg.slogdet(Kyy)[ 1] + 0.5 * len(self.train_X) * np.log(2 * np.pi) return loss.ravel() if self.optimize: res = minimize(negative_log_likelihood_loss, [self.params["l"], self.params["sigma_f"]],bounds=((1e-4, 1e4), (1e-4, 1e4)),method='L-BFGS-B') self.params["l"], self.params["sigma_f"] = res.x[0], res.x[1] self.is_fit = True def predict(self, X): if not self.is_fit: print("GPR Model not fit yet.") return X = np.asarray(X) Kff = self.kernel(self.train_X, self.train_X) # (N, N) Kyy = self.kernel(X, X) # (k, k) Kfy = self.kernel(self.train_X, X) # (N, k) Kff_inv = np.linalg.inv(Kff + 0.5e-3 * np.eye(len(self.train_X))) # (N, N) mu = Kfy.T.dot(Kff_inv).dot(self.train_y) cov = Kyy - Kfy.T.dot(Kff_inv).dot(Kfy) return mu, cov def kernel(self, x1, x2): dist_matrix = np.sum(x1 ** 2, 1).reshape(-1, 1) + np.sum(x2 ** 2, 1) - 2 * np.dot(x1, x2.T) return self.params["sigma_f"] ** 2 * np.exp(-0.5 / self.params["l"] ** 2 * dist_matrix)
以上代码是一个名为GPR的类的定义,其中包含一个初始化函数__init__,和一个适应函数fit。
在初始化函数中,self.is_fit被赋值为False,self.train_X和self.train_y被赋值为None,self.params被赋值为{"l": 2, "sigma_f": 1},self.optimize被赋值为传入的参数optimize。
在适应函数中,传入参数为X和y,用于对模型进行适应操作。
python实现:得到FIM和FIM’,分别输入PCA+SVM的人脸识别程序中进行人脸识别分类预测。
首先需要了解FIM和FIM'的概念。FIM(Fisher's Information Matrix)是用于评估分类器的鲁棒性的一种方法,它可以通过计算分类器在训练数据上的梯度来得到。FIM'是FIM的逆矩阵,它可以用于计算分类器的不确定性。
接下来是实现步骤:
1.准备数据集:需要准备训练数据集和测试数据集,以及标签数据。
2.使用PCA+SVM进行人脸识别:使用PCA降维和SVM分类器进行人脸识别,得到分类器模型。
3.计算FIM:使用训练数据集计算出FIM矩阵。
4.计算FIM':计算FIM的逆矩阵FIM'。
5.使用FIM和FIM'评估分类器鲁棒性和不确定性:将FIM和FIM'输入到分类器中,用于评估分类器的鲁棒性和不确定性。
下面是代码实现:
```
import numpy as np
from sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.svm import SVC
# 准备数据集并进行PCA降维
X_train = np.load('train_data.npy')
X_test = np.load('test_data.npy')
y_train = np.load('train_label.npy')
y_test = np.load('test_label.npy')
pca = PCA(n_components=100)
X_train_pca = pca.fit_transform(X_train)
X_test_pca = pca.transform(X_test)
# 使用SVM进行分类,并得到分类器模型
svm = SVC(kernel='rbf', C=10, gamma=0.01)
svm.fit(X_train_pca, y_train)
# 计算FIM矩阵
grads = []
for i in range(len(X_train_pca)):
grad = np.zeros((100, 100))
for j in range(100):
for k in range(100):
if j == k:
grad[j][k] = 2 * np.dot(svm.coef_, X_train_pca[i])[j] ** 2
else:
grad[j][k] = 2 * np.dot(svm.coef_, X_train_pca[i])[j] * np.dot(svm.coef_, X_train_pca[i])[k]
grads.append(grad)
FIM = np.mean(grads, axis=0)
# 计算FIM'逆矩阵
FIM_ = np.linalg.inv(FIM)
# 使用FIM和FIM'评估分类器鲁棒性和不确定性
svm_FIM = SVC(kernel='precomputed')
svm_FIM.fit(np.dot(X_train_pca, np.dot(FIM_, X_train_pca.T)), y_train)
svm_FIM_.score(np.dot(X_test_pca, np.dot(FIM_, X_train_pca.T)), y_test)
```
在以上代码中,我们首先使用PCA对数据进行降维,然后使用SVM进行分类,得到分类器模型。接着计算FIM矩阵和FIM'逆矩阵,并将它们输入到分类器中进行评估。最后输出分类器的鲁棒性和不确定性评估结果。