在 MATLAB 中实现 SVM 模型交叉验证的不同方法

Posted 2023-03-12

【中文标题】在 MATLAB 中实现 SVM 模型交叉验证的不同方法

【英文标题】：Different ways of implementing cross-validation for SVM model in MATLAB

【发布时间】：2016-05-24 21:47:45

【问题描述】：

假设我们在 MATLAB R2015b 中有这段代码：

SVMModel = fitcsvm(INPUT, output,'KernelFunction','RBF','BoxConstraint',1);
CVSVMModel = crossval(SVMModel);
z = kfoldLoss(CVSVMModel)

在第一行使用由孔数据训练的fitcsvm 模型。在fitcsvm 中将Crossval 设置为on 的目的是什么（默认情况下，我们使用此选项进行10 倍交叉验证）？ crossval 和 kfoldLoss 使用与上述相同的方法？如果是，为什么 MATLAB 文档只提到此方法而不是设置 Crossval 方法进行交叉验证？如果这些程序相同，我们如何使用第一个程序获得错误率？

当我们要预测特征（这是一个预测模型）时，我们需要使用用洞数据训练的模型（这里是SVMModel对象）？所以crossval 和kfoldLoss 仅用于计算误差，我们没有使用此验证方法的 10 个训练模型进行预测。这是真的吗？使用整个数据对神经网络模型有效吗？

【参考方案1】：

关于第一个问题。将"CrossVal" 设置为"on" 并将训练好的模型提取到crossval() 函数都针对同一件事。您可以使用其中一个，这取决于您。

kFoldLoss() 本身是一个函数，不包含在“CrossVal”标志中。它将交叉验证的模型作为输入。无论您是使用fitcsvm() 中的“CrossVal”标志还是使用正确的crossval() 函数来交叉验证此类模型。如果您想评估错误率，则必须使用此功能。

现在关于第二个问题，简短的回答是肯定的。您必须使用fitcsvm() 返回的训练有素的支持向量机模型。交叉验证过程旨在验证您的模型，因此您对它的性能有所了解（10 折交叉验证只是众多可用方法之一），但它不执行任何预测。为此，您必须使用 predict() 函数。我认为您有一个训练集和一个测试集（或验证集）以及它们各自的标签。使用训练集，您可以训练 SVM 模型，而使用验证集来执行预测阶段。 predict() 的主要输出是模型预测的标签向量，您可以将这些预测标签与验证集的真实标签进行匹配，以收集验证中的错误率。

我建议您避免使用"CrossVal" 标志，这样您就可以控制局势，因为您将拥有：

训练好的模型，fitcsvm()的输出 交叉验证模型，crossval() 的输出，您也可以使用kFoldLoss() 评估其性能 预测的标签，使用predict() 和步骤#1 中的训练模型

【讨论】：

感谢您的回答。关于第二个问题，在 k-fold 类验证中，我们使用 10 个子样本（不同的 10 个模型）训练 10 个模型，当使用整个数据作为训练时，我们有不同的模型。由于这种行为，类验证的返回错误率是否可靠？

在 10 折交叉验证中，您将整个训练集分成 10 个子集，然后将交叉验证过程重复 10 次，其中 10 个子集中的每个子集仅使用一次作为验证集。当然，您会得到 10 个错误率，它们被组合（例如平均）以返回单个值。

您不使用交叉验证模型进行预测。您使用“全数据训练”模型进行预测。请记住，预测和验证是机器学习的两个不同阶段。

我明白你的意思。但请记住，整个数据中只有 1/10 不可用于训练，而是用于验证。此外，每种模式都用于训练（9 次）和验证（1 次），这非常强大。如果您想要更可靠的错误率，只需检查有多少预测标签与验证标签不同。正如我们所说，在预测阶段，您使用“全数据训练”模型，而不涉及交叉验证模型。

不客气。继续努力，我喜欢 SVM！