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start to implement SVM with libsvm
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a2e8a89c3e
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95caef8692
53
src/Phpml/Classification/SVC.php
Normal file
53
src/Phpml/Classification/SVC.php
Normal file
@ -0,0 +1,53 @@
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<?php
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|
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declare (strict_types = 1);
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namespace Phpml\Classification;
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use Phpml\Classification\Traits\Predictable;
|
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use Phpml\Classification\Traits\Trainable;
|
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|
use Phpml\Math\Kernel;
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class SVC implements Classifier
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|
{
|
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use Trainable, Predictable;
|
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/**
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* @var int
|
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|
*/
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private $kernel;
|
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|
|
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|
/**
|
||||||
|
* @var float
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $cost;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param int $kernel
|
||||||
|
* @param float $cost
|
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|
*/
|
||||||
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public function __construct(int $kernel, float $cost)
|
||||||
|
{
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|
$this->kernel = $kernel;
|
||||||
|
$this->cost = $cost;
|
||||||
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}
|
||||||
|
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|
/**
|
||||||
|
* @param array $samples
|
||||||
|
* @param array $labels
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public function train(array $samples, array $labels)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$this->samples = $samples;
|
||||||
|
$this->labels = $labels;
|
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|
}
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||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param array $sample
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @return mixed
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
protected function predictSample(array $sample)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
@ -1,78 +0,0 @@
|
|||||||
<?php
|
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||||||
|
|
||||||
declare (strict_types = 1);
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace Phpml\Classification;
|
|
||||||
|
|
||||||
use Phpml\Classification\Traits\Predictable;
|
|
||||||
use Phpml\Classification\Traits\Trainable;
|
|
||||||
use Phpml\Math\Kernel;
|
|
||||||
|
|
||||||
class SupportVectorMachine implements Classifier
|
|
||||||
{
|
|
||||||
use Trainable, Predictable;
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @var Kernel
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
private $kernel;
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @var float
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
private $C;
|
|
||||||
|
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||||||
/**
|
|
||||||
* @var float
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
private $tolerance;
|
|
||||||
|
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||||||
/**
|
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||||||
* @var int
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
private $upperBound;
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @var string
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
private $binPath;
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @param Kernel $kernel
|
|
||||||
* @param float $C
|
|
||||||
* @param float $tolerance
|
|
||||||
* @param int $upperBound
|
|
||||||
*/
|
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||||||
public function __construct(Kernel $kernel = null, float $C = 1.0, float $tolerance = .001, int $upperBound = 100)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (null === $kernel) {
|
|
||||||
$kernel = new Kernel\RBF($gamma = .001);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
$this->kernel = $kernel;
|
|
||||||
$this->C = $C;
|
|
||||||
$this->tolerance = $tolerance;
|
|
||||||
$this->upperBound = $upperBound;
|
|
||||||
|
|
||||||
$this->binPath = realpath(implode(DIRECTORY_SEPARATOR, array(dirname(__FILE__), '..', '..', '..', 'bin'))) . DIRECTORY_SEPARATOR;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @param array $samples
|
|
||||||
* @param array $labels
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
public function train(array $samples, array $labels)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
$this->samples = $samples;
|
|
||||||
$this->labels = $labels;
|
|
||||||
}
|
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||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @param array $sample
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* @return mixed
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
protected function predictSample(array $sample)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
@ -6,7 +6,6 @@ namespace Phpml\Dataset;
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|||||||
|
|
||||||
interface Dataset
|
interface Dataset
|
||||||
{
|
{
|
||||||
const SOME = 'z';
|
|
||||||
/**
|
/**
|
||||||
* @return array
|
* @return array
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
|
59
src/Phpml/SupportVectorMachine/DataTransformer.php
Normal file
59
src/Phpml/SupportVectorMachine/DataTransformer.php
Normal file
@ -0,0 +1,59 @@
|
|||||||
|
<?php
|
||||||
|
|
||||||
|
declare (strict_types = 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace Phpml\SupportVectorMachine;
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||||||
|
|
||||||
|
class DataTransformer
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param array $samples
|
||||||
|
* @param array $labels
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @return string
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static function trainingSet(array $samples, array $labels): string
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$set = '';
|
||||||
|
$numericLabels = self::numericLabels($labels);
|
||||||
|
foreach ($labels as $index => $label) {
|
||||||
|
$set .= sprintf('%s %s %s', $numericLabels[$label], self::sampleRow($samples[$index]), PHP_EOL);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return $set;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param array $labels
|
||||||
|
*
|
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|
* @return array
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static function numericLabels(array $labels): array
|
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|
{
|
||||||
|
$numericLabels = [];
|
||||||
|
foreach ($labels as $label) {
|
||||||
|
if (isset($numericLabels[$label])) {
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
$numericLabels[$label] = count($numericLabels);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return $numericLabels;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param array $sample
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @return string
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private static function sampleRow(array $sample): string
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$row = [];
|
||||||
|
foreach ($sample as $index => $feature) {
|
||||||
|
$row[] = sprintf('%s:%s', $index, $feature);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return implode(' ', $row);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
28
src/Phpml/SupportVectorMachine/Kernel.php
Normal file
28
src/Phpml/SupportVectorMachine/Kernel.php
Normal file
@ -0,0 +1,28 @@
|
|||||||
|
<?php
|
||||||
|
|
||||||
|
declare (strict_types = 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace Phpml\SupportVectorMachine;
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|
|
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|
abstract class Kernel
|
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|
{
|
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|
/**
|
||||||
|
* u'*v.
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||||||
|
*/
|
||||||
|
const LINEAR = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* (gamma*u'*v + coef0)^degree.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const POLYNOMIAL = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* exp(-gamma*|u-v|^2).
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const RBF = 2;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* tanh(gamma*u'*v + coef0).
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const SIGMOID = 3;
|
||||||
|
}
|
83
src/Phpml/SupportVectorMachine/SupportVectorMachine.php
Normal file
83
src/Phpml/SupportVectorMachine/SupportVectorMachine.php
Normal file
@ -0,0 +1,83 @@
|
|||||||
|
<?php
|
||||||
|
|
||||||
|
declare (strict_types = 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace Phpml\SupportVectorMachine;
|
||||||
|
|
||||||
|
class SupportVectorMachine
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @var int
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $type;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @var int
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $kernel;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @var float
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $cost;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @var string
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $binPath;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @var
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $varPath;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @var string
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private $model;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param int $type
|
||||||
|
* @param int $kernel
|
||||||
|
* @param float $cost
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public function __construct(int $type, int $kernel, float $cost)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$this->type = $type;
|
||||||
|
$this->kernel = $kernel;
|
||||||
|
$this->cost = $cost;
|
||||||
|
|
||||||
|
$rootPath = realpath(implode(DIRECTORY_SEPARATOR, [dirname(__FILE__), '..', '..', '..'])).DIRECTORY_SEPARATOR;
|
||||||
|
|
||||||
|
$this->binPath = $rootPath.'bin'.DIRECTORY_SEPARATOR.'libsvm'.DIRECTORY_SEPARATOR;
|
||||||
|
$this->varPath = $rootPath.'var'.DIRECTORY_SEPARATOR;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @param array $samples
|
||||||
|
* @param array $labels
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public function train(array $samples, array $labels)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$trainingSet = DataTransformer::trainingSet($samples, $labels);
|
||||||
|
file_put_contents($trainingSetFileName = $this->varPath.uniqid(), $trainingSet);
|
||||||
|
$modelFileName = $trainingSetFileName.'-model';
|
||||||
|
|
||||||
|
$command = sprintf('%ssvm-train -s %s -t %s -c %s %s %s', $this->binPath, $this->type, $this->kernel, $this->cost, $trainingSetFileName, $modelFileName);
|
||||||
|
$output = '';
|
||||||
|
exec(escapeshellcmd($command), $output);
|
||||||
|
|
||||||
|
$this->model = file_get_contents($modelFileName);
|
||||||
|
|
||||||
|
unlink($trainingSetFileName);
|
||||||
|
unlink($modelFileName);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @return string
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public function getModel()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return $this->model;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
33
src/Phpml/SupportVectorMachine/Type.php
Normal file
33
src/Phpml/SupportVectorMachine/Type.php
Normal file
@ -0,0 +1,33 @@
|
|||||||
|
<?php
|
||||||
|
|
||||||
|
declare (strict_types = 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace Phpml\SupportVectorMachine;
|
||||||
|
|
||||||
|
abstract class Type
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* classification.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const C_SVC = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* classification.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const NU_SVC = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* distribution estimation.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const ONE_CLASS_SVM = 2;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* regression.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const EPSILON_SVR = 3;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* regression.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
const NU_SVR = 4;
|
||||||
|
}
|
25
tests/Phpml/SupportVectorMachine/DataTransformerTest.php
Normal file
25
tests/Phpml/SupportVectorMachine/DataTransformerTest.php
Normal file
@ -0,0 +1,25 @@
|
|||||||
|
<?php
|
||||||
|
|
||||||
|
declare (strict_types = 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace tests\SupportVectorMachine;
|
||||||
|
|
||||||
|
use Phpml\SupportVectorMachine\DataTransformer;
|
||||||
|
|
||||||
|
class DataTransformerTest extends \PHPUnit_Framework_TestCase
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public function testTransformDatasetToTrainingSet()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$samples = [[1, 1], [2, 1], [3, 2], [4, 5]];
|
||||||
|
$labels = ['a', 'a', 'b', 'b'];
|
||||||
|
|
||||||
|
$trainingSet =
|
||||||
|
'0 0:1 1:1 '.PHP_EOL.
|
||||||
|
'0 0:2 1:1 '.PHP_EOL.
|
||||||
|
'1 0:3 1:2 '.PHP_EOL.
|
||||||
|
'1 0:4 1:5 '.PHP_EOL
|
||||||
|
;
|
||||||
|
|
||||||
|
$this->assertEquals($trainingSet, DataTransformer::trainingSet($samples, $labels));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
@ -0,0 +1,36 @@
|
|||||||
|
<?php
|
||||||
|
|
||||||
|
declare (strict_types = 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace tests\SupportVectorMachine;
|
||||||
|
|
||||||
|
use Phpml\SupportVectorMachine\Kernel;
|
||||||
|
use Phpml\SupportVectorMachine\SupportVectorMachine;
|
||||||
|
use Phpml\SupportVectorMachine\Type;
|
||||||
|
|
||||||
|
class SupportVectorMachineTest extends \PHPUnit_Framework_TestCase
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public function testTrainCSVCModelWithLinearKernel()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
$samples = [[1, 3], [1, 4], [2, 4], [3, 1], [4, 1], [4, 2]];
|
||||||
|
$labels = ['a', 'a', 'a', 'b', 'b', 'b'];
|
||||||
|
|
||||||
|
$model =
|
||||||
|
'svm_type c_svc
|
||||||
|
kernel_type linear
|
||||||
|
nr_class 2
|
||||||
|
total_sv 2
|
||||||
|
rho 0
|
||||||
|
label 0 1
|
||||||
|
nr_sv 1 1
|
||||||
|
SV
|
||||||
|
0.25 0:2 1:4
|
||||||
|
-0.25 0:4 1:2
|
||||||
|
';
|
||||||
|
|
||||||
|
$svm = new SupportVectorMachine(Type::C_SVC, Kernel::LINEAR, 100.0);
|
||||||
|
$svm->train($samples, $labels);
|
||||||
|
|
||||||
|
$this->assertEquals($model, $svm->getModel());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
0
var/.gitkeep
Normal file
0
var/.gitkeep
Normal file
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