今天跑人工智能SVM实验,想试一下线性核函数,结果卡死了,很久也不出结果,但之前使用高斯核函数是没问题的。历经千辛万苦终于找到了原因,记录一下,希望对后人有帮助。本人只是个做作业的小菜菜,如有不对欢迎指正!
参考了以下文章:
关于Python Sklearn SVM 为什么运行很慢得到结果的原因
https://blog.csdn.net/zhike5110/article/details/88878812
大致原因
SVM需要不断寻找最能区分数据的超平面,直至收敛。我们以线性(Linear)核函数为例,如果数据间有明显的线性关系时,SVM就能很快找到这个超平面,达到收敛。但如果数据间无明显的线性关系,即使数据量很小,也很难找到这个超平面,导致迟迟不收敛。具体解释请看上面附的原文章。
解决方法
原代码
我原来的代码如下。使用的是线性核函数。
import time
from sklearn.metrics import accuracy_score
from sklearn.metrics import f1_score
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.model_selection import GridSearchCV
from sklearn.svm import SVC
# 读取训练集并切分
X, Y = load_data()
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, Y, test_size=0.2, random_state=0)# 参数
parameters =[{'kernel':['linear'],# 线性核函数'C':[1*10**i for i inrange(-3,11)],'class_weight':['balanced']#样本均衡度}]# 参数调优
clf = GridSearchCV(estimator=SVC(), param_grid=parameters, cv=8, n_jobs=5, scoring='f1_macro')
start = time.time()
clf.fit(X_train, y_train)
elapsed = time.time()- start
print("Fitting finished in %d min %d s"%(elapsed /60, elapsed %60))print("Best set score:{:.2f}".format(clf.best_score_))print("Best parameters:{}".format(clf.best_params_))print("Test set score:{:.2f}".format(clf.score(X_test, y_test)))
使用上面的参数跑了很久也不出结果,把参数组合数量调少也不行。
方法一:限制最大迭代次数
设置最大迭代次数参数
max_iter
。
max_iter
默认为
-1
,表示直至计算出收敛的超平面才停止。将其设为一个合适的正整数即可。
设置
max_iter
参数:
parameters =[{'kernel':['linear'],# 线性核函数'C':[1*10**i for i inrange(-3,11)],'class_weight':['balanced'],# 样本均衡度'max_iter':[1000000]# 限制最多迭代1000000次},]
跑了有5分多钟,得到结果:
方法二:改用其他的核函数
改用非线性的核函数,比如常用的高斯核函数(也叫径向基核函数)、多项式核函数,可能能够正常收敛。
采用高斯核函数(Radial Basis Function,RBF)
采用高斯核函数,参数如下:
parameters =[{'kernel':['rbf'],# 高斯核函数'C':[1*10**i for i inrange(-3,11)],'gamma':[1*10**i for i inrange(-10,4)],'class_weight':['balanced']# 样本均衡度}]
参数组合数量翻倍了,需要耐心等待。训练时间56分钟,结果:
采用多项式核函数(Polynomial Kernel)
我又尝试了多项式核函数,但对于我的数据仍然不好收敛,因此,只好也加上
max_iter
参数:
parameters =[{'kernel':['poly'],# 多项式核函数'C':[1*10**i for i inrange(-3,11)],'degree':range(2,10),'class_weight':['balanced'],#样本均衡度'max_iter':[1000000]# 限制最多迭代1000000次}]
参数组合数量仍然比较多。训练时间85分钟。结果如下:
换核函数还是不行?
原因是不同的参数组合也会影响收敛的速度。比如在我的实验中,采用高斯核函数,如果
gamma
设置过小也迟迟不出结果。建议解决方法如下:
- 先使用少的参数组合数量,降低试错成本。先不要刚上来就设置过多的参数组合数量,要不然跑的太慢,你无法知道是正常在跑还是收敛慢了,最后跑了几个小时跑不出来才发现不对劲。如果用少量的参数组合很快跑出来了,就尝试加多参数组合数量,看还能不能跑出来;
- 也可以设置一个较大的
max_iter
参数。这样的话能防止收敛慢的参数组合无限制地跑下去,正常收敛的参数组合也不会受影响。
SVM教程推荐
推荐浙江大学胡浩基老师的SVM课程,讲的非常清楚:
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