Modified logistic regression module according to comments
- Reworked documentation to reflect actual code - Removed some unused variables - Removed unnecessary 'cv::' modifiers
This commit is contained in:
@@ -73,7 +73,7 @@ LogisticRegression::Params::Params(double learning_rate,
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regularized = reg;
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train_method = method;
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||||
mini_batch_size = batch_size;
|
||||
term_crit = cv::TermCriteria(TermCriteria::COUNT + TermCriteria::EPS, num_iters, alpha);
|
||||
term_crit = TermCriteria(TermCriteria::COUNT + TermCriteria::EPS, num_iters, alpha);
|
||||
}
|
||||
|
||||
class LogisticRegressionImpl : public LogisticRegression
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@@ -90,25 +90,25 @@ public:
|
||||
virtual void clear();
|
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virtual void write(FileStorage& fs) const;
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virtual void read(const FileNode& fn);
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virtual cv::Mat get_learnt_thetas() const;
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virtual Mat get_learnt_thetas() const;
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virtual int getVarCount() const { return learnt_thetas.cols; }
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virtual bool isTrained() const { return !learnt_thetas.empty(); }
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virtual bool isClassifier() const { return true; }
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||||
virtual String getDefaultModelName() const { return "opencv_ml_lr"; }
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protected:
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||||
cv::Mat calc_sigmoid(const cv::Mat& data) const;
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double compute_cost(const cv::Mat& _data, const cv::Mat& _labels, const cv::Mat& _init_theta);
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||||
cv::Mat compute_batch_gradient(const cv::Mat& _data, const cv::Mat& _labels, const cv::Mat& _init_theta);
|
||||
cv::Mat compute_mini_batch_gradient(const cv::Mat& _data, const cv::Mat& _labels, const cv::Mat& _init_theta);
|
||||
bool set_label_map(const cv::Mat& _labels_i);
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||||
cv::Mat remap_labels(const cv::Mat& _labels_i, const map<int, int>& lmap) const;
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Mat calc_sigmoid(const Mat& data) const;
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||||
double compute_cost(const Mat& _data, const Mat& _labels, const Mat& _init_theta);
|
||||
Mat compute_batch_gradient(const Mat& _data, const Mat& _labels, const Mat& _init_theta);
|
||||
Mat compute_mini_batch_gradient(const Mat& _data, const Mat& _labels, const Mat& _init_theta);
|
||||
bool set_label_map(const Mat& _labels_i);
|
||||
Mat remap_labels(const Mat& _labels_i, const map<int, int>& lmap) const;
|
||||
protected:
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Params params;
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cv::Mat learnt_thetas;
|
||||
Mat learnt_thetas;
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||||
map<int, int> forward_mapper;
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map<int, int> reverse_mapper;
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cv::Mat labels_o;
|
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cv::Mat labels_n;
|
||||
Mat labels_o;
|
||||
Mat labels_n;
|
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};
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||||
Ptr<LogisticRegression> LogisticRegression::create(const Params& params)
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@@ -119,8 +119,8 @@ Ptr<LogisticRegression> LogisticRegression::create(const Params& params)
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||||
bool LogisticRegressionImpl::train(const Ptr<TrainData>& trainData, int)
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||||
{
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clear();
|
||||
cv::Mat _data_i = trainData->getSamples();
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||||
cv::Mat _labels_i = trainData->getResponses();
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||||
Mat _data_i = trainData->getSamples();
|
||||
Mat _labels_i = trainData->getResponses();
|
||||
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||||
CV_Assert( !_labels_i.empty() && !_data_i.empty());
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||||
@@ -140,14 +140,14 @@ bool LogisticRegressionImpl::train(const Ptr<TrainData>& trainData, int)
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||||
bool ok = false;
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cv::Mat labels;
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Mat labels;
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set_label_map(_labels_i);
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int num_classes = (int) this->forward_mapper.size();
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// add a column of ones
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||||
cv::Mat data_t = cv::Mat::zeros(_data_i.rows, _data_i.cols+1, CV_32F);
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||||
vconcat(cv::Mat(_data_i.rows, 1, _data_i.type(), Scalar::all(1.0)), data_t.col(0));
|
||||
Mat data_t = Mat::zeros(_data_i.rows, _data_i.cols+1, CV_32F);
|
||||
vconcat(Mat(_data_i.rows, 1, _data_i.type(), Scalar::all(1.0)), data_t.col(0));
|
||||
|
||||
for (int i=1;i<data_t.cols;i++)
|
||||
{
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@@ -165,14 +165,14 @@ bool LogisticRegressionImpl::train(const Ptr<TrainData>& trainData, int)
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
cv::Mat thetas = cv::Mat::zeros(num_classes, data_t.cols, CV_32F);
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||||
cv::Mat init_theta = cv::Mat::zeros(data_t.cols, 1, CV_32F);
|
||||
Mat thetas = Mat::zeros(num_classes, data_t.cols, CV_32F);
|
||||
Mat init_theta = Mat::zeros(data_t.cols, 1, CV_32F);
|
||||
|
||||
cv::Mat labels_l = remap_labels(_labels_i, this->forward_mapper);
|
||||
cv::Mat new_local_labels;
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||||
Mat labels_l = remap_labels(_labels_i, this->forward_mapper);
|
||||
Mat new_local_labels;
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||||
int ii=0;
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cv::Mat new_theta;
|
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Mat new_theta;
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|
||||
if(num_classes == 2)
|
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{
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@@ -203,7 +203,7 @@ bool LogisticRegressionImpl::train(const Ptr<TrainData>& trainData, int)
|
||||
}
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||||
|
||||
this->learnt_thetas = thetas.clone();
|
||||
if( cvIsNaN( (double)cv::sum(this->learnt_thetas)[0] ) )
|
||||
if( cvIsNaN( (double)sum(this->learnt_thetas)[0] ) )
|
||||
{
|
||||
CV_Error( CV_StsBadArg, "check training parameters. Invalid training classifier" );
|
||||
}
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||||
@@ -215,7 +215,7 @@ float LogisticRegressionImpl::predict(InputArray samples, OutputArray results, i
|
||||
{
|
||||
/* returns a class of the predicted class
|
||||
class names can be 1,2,3,4, .... etc */
|
||||
cv::Mat thetas, data, pred_labs;
|
||||
Mat thetas, data, pred_labs;
|
||||
data = samples.getMat();
|
||||
|
||||
// check if learnt_mats array is populated
|
||||
@@ -229,12 +229,12 @@ float LogisticRegressionImpl::predict(InputArray samples, OutputArray results, i
|
||||
}
|
||||
|
||||
// add a column of ones
|
||||
cv::Mat data_t = cv::Mat::zeros(data.rows, data.cols+1, CV_32F);
|
||||
Mat data_t = Mat::zeros(data.rows, data.cols+1, CV_32F);
|
||||
for (int i=0;i<data_t.cols;i++)
|
||||
{
|
||||
if(i==0)
|
||||
{
|
||||
vconcat(cv::Mat(data.rows, 1, data.type(), Scalar::all(1.0)), data_t.col(i));
|
||||
vconcat(Mat(data.rows, 1, data.type(), Scalar::all(1.0)), data_t.col(i));
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
vconcat(data.col(i-1), data_t.col(i));
|
||||
@@ -250,10 +250,10 @@ float LogisticRegressionImpl::predict(InputArray samples, OutputArray results, i
|
||||
Point min_loc;
|
||||
Point max_loc;
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||||
|
||||
cv::Mat labels;
|
||||
cv::Mat labels_c;
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||||
cv::Mat temp_pred;
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||||
cv::Mat pred_m = cv::Mat::zeros(data_t.rows, thetas.rows, data.type());
|
||||
Mat labels;
|
||||
Mat labels_c;
|
||||
Mat temp_pred;
|
||||
Mat pred_m = Mat::zeros(data_t.rows, thetas.rows, data.type());
|
||||
|
||||
if(thetas.rows == 1)
|
||||
{
|
||||
@@ -269,7 +269,7 @@ float LogisticRegressionImpl::predict(InputArray samples, OutputArray results, i
|
||||
for(int i = 0;i<thetas.rows;i++)
|
||||
{
|
||||
temp_pred = calc_sigmoid(data_t * thetas.row(i).t());
|
||||
cv::vconcat(temp_pred, pred_m.col(i));
|
||||
vconcat(temp_pred, pred_m.col(i));
|
||||
}
|
||||
for(int i = 0;i<pred_m.rows;i++)
|
||||
{
|
||||
@@ -287,32 +287,30 @@ float LogisticRegressionImpl::predict(InputArray samples, OutputArray results, i
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
cv::Mat LogisticRegressionImpl::calc_sigmoid(const cv::Mat& data) const
|
||||
Mat LogisticRegressionImpl::calc_sigmoid(const Mat& data) const
|
||||
{
|
||||
cv::Mat dest;
|
||||
cv::exp(-data, dest);
|
||||
Mat dest;
|
||||
exp(-data, dest);
|
||||
return 1.0/(1.0+dest);
|
||||
}
|
||||
|
||||
double LogisticRegressionImpl::compute_cost(const cv::Mat& _data, const cv::Mat& _labels, const cv::Mat& _init_theta)
|
||||
double LogisticRegressionImpl::compute_cost(const Mat& _data, const Mat& _labels, const Mat& _init_theta)
|
||||
{
|
||||
int llambda = 0;
|
||||
int m;
|
||||
int n;
|
||||
double cost = 0;
|
||||
double rparameter = 0;
|
||||
cv::Mat gradient;
|
||||
cv::Mat theta_b;
|
||||
cv::Mat theta_c;
|
||||
cv::Mat d_a;
|
||||
cv::Mat d_b;
|
||||
Mat theta_b;
|
||||
Mat theta_c;
|
||||
Mat d_a;
|
||||
Mat d_b;
|
||||
|
||||
m = _data.rows;
|
||||
n = _data.cols;
|
||||
|
||||
gradient = cv::Mat::zeros( _init_theta.rows, _init_theta.cols, _init_theta.type());
|
||||
theta_b = _init_theta(Range(1, n), Range::all());
|
||||
cv::multiply(theta_b, theta_b, theta_c, 1);
|
||||
multiply(theta_b, theta_b, theta_c, 1);
|
||||
|
||||
if(this->params.regularized > 0)
|
||||
{
|
||||
@@ -321,31 +319,31 @@ double LogisticRegressionImpl::compute_cost(const cv::Mat& _data, const cv::Mat&
|
||||
|
||||
if(this->params.norm == LogisticRegression::REG_L1)
|
||||
{
|
||||
rparameter = (llambda/(2*m)) * cv::sum(theta_b)[0];
|
||||
rparameter = (llambda/(2*m)) * sum(theta_b)[0];
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
// assuming it to be L2 by default
|
||||
rparameter = (llambda/(2*m)) * cv::sum(theta_c)[0];
|
||||
rparameter = (llambda/(2*m)) * sum(theta_c)[0];
|
||||
}
|
||||
|
||||
d_a = calc_sigmoid(_data* _init_theta);
|
||||
|
||||
|
||||
cv::log(d_a, d_a);
|
||||
cv::multiply(d_a, _labels, d_a);
|
||||
log(d_a, d_a);
|
||||
multiply(d_a, _labels, d_a);
|
||||
|
||||
d_b = 1 - calc_sigmoid(_data * _init_theta);
|
||||
cv::log(d_b, d_b);
|
||||
cv::multiply(d_b, 1-_labels, d_b);
|
||||
log(d_b, d_b);
|
||||
multiply(d_b, 1-_labels, d_b);
|
||||
|
||||
cost = (-1.0/m) * (cv::sum(d_a)[0] + cv::sum(d_b)[0]);
|
||||
cost = (-1.0/m) * (sum(d_a)[0] + sum(d_b)[0]);
|
||||
cost = cost + rparameter;
|
||||
|
||||
return cost;
|
||||
}
|
||||
|
||||
cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_batch_gradient(const cv::Mat& _data, const cv::Mat& _labels, const cv::Mat& _init_theta)
|
||||
Mat LogisticRegressionImpl::compute_batch_gradient(const Mat& _data, const Mat& _labels, const Mat& _init_theta)
|
||||
{
|
||||
// implements batch gradient descent
|
||||
if(this->params.alpha<=0)
|
||||
@@ -361,11 +359,11 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_batch_gradient(const cv::Mat& _data, con
|
||||
int llambda = 0;
|
||||
double ccost;
|
||||
int m, n;
|
||||
cv::Mat pcal_a;
|
||||
cv::Mat pcal_b;
|
||||
cv::Mat pcal_ab;
|
||||
cv::Mat gradient;
|
||||
cv::Mat theta_p = _init_theta.clone();
|
||||
Mat pcal_a;
|
||||
Mat pcal_b;
|
||||
Mat pcal_ab;
|
||||
Mat gradient;
|
||||
Mat theta_p = _init_theta.clone();
|
||||
m = _data.rows;
|
||||
n = _data.cols;
|
||||
|
||||
@@ -393,7 +391,7 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_batch_gradient(const cv::Mat& _data, con
|
||||
|
||||
pcal_b = _data(Range::all(), Range(0,1));
|
||||
|
||||
cv::multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
|
||||
gradient.row(0) = ((float)1/m) * sum(pcal_ab)[0];
|
||||
|
||||
@@ -404,9 +402,9 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_batch_gradient(const cv::Mat& _data, con
|
||||
{
|
||||
pcal_b = _data(Range::all(), Range(ii,ii+1));
|
||||
|
||||
cv::multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
|
||||
gradient.row(ii) = (1.0/m)*cv::sum(pcal_ab)[0] + (llambda/m) * theta_p.row(ii);
|
||||
gradient.row(ii) = (1.0/m)*sum(pcal_ab)[0] + (llambda/m) * theta_p.row(ii);
|
||||
}
|
||||
|
||||
theta_p = theta_p - ( static_cast<double>(this->params.alpha)/m)*gradient;
|
||||
@@ -414,7 +412,7 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_batch_gradient(const cv::Mat& _data, con
|
||||
return theta_p;
|
||||
}
|
||||
|
||||
cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_mini_batch_gradient(const cv::Mat& _data, const cv::Mat& _labels, const cv::Mat& _init_theta)
|
||||
Mat LogisticRegressionImpl::compute_mini_batch_gradient(const Mat& _data, const Mat& _labels, const Mat& _init_theta)
|
||||
{
|
||||
// implements batch gradient descent
|
||||
int lambda_l = 0;
|
||||
@@ -433,13 +431,13 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_mini_batch_gradient(const cv::Mat& _data
|
||||
CV_Error( CV_StsBadArg, "number of iterations cannot be zero or a negative number" );
|
||||
}
|
||||
|
||||
cv::Mat pcal_a;
|
||||
cv::Mat pcal_b;
|
||||
cv::Mat pcal_ab;
|
||||
cv::Mat gradient;
|
||||
cv::Mat theta_p = _init_theta.clone();
|
||||
cv::Mat data_d;
|
||||
cv::Mat labels_l;
|
||||
Mat pcal_a;
|
||||
Mat pcal_b;
|
||||
Mat pcal_ab;
|
||||
Mat gradient;
|
||||
Mat theta_p = _init_theta.clone();
|
||||
Mat data_d;
|
||||
Mat labels_l;
|
||||
|
||||
if(this->params.regularized > 0)
|
||||
{
|
||||
@@ -479,7 +477,7 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_mini_batch_gradient(const cv::Mat& _data
|
||||
|
||||
pcal_b = data_d(Range::all(), Range(0,1));
|
||||
|
||||
cv::multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
|
||||
gradient.row(0) = ((float)1/m) * sum(pcal_ab)[0];
|
||||
|
||||
@@ -488,8 +486,8 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_mini_batch_gradient(const cv::Mat& _data
|
||||
for(int k = 1;k<gradient.rows;k++)
|
||||
{
|
||||
pcal_b = data_d(Range::all(), Range(k,k+1));
|
||||
cv::multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
gradient.row(k) = (1.0/m)*cv::sum(pcal_ab)[0] + (lambda_l/m) * theta_p.row(k);
|
||||
multiply(pcal_a, pcal_b, pcal_ab, 1);
|
||||
gradient.row(k) = (1.0/m)*sum(pcal_ab)[0] + (lambda_l/m) * theta_p.row(k);
|
||||
}
|
||||
|
||||
theta_p = theta_p - ( static_cast<double>(this->params.alpha)/m)*gradient;
|
||||
@@ -505,15 +503,14 @@ cv::Mat LogisticRegressionImpl::compute_mini_batch_gradient(const cv::Mat& _data
|
||||
return theta_p;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool LogisticRegressionImpl::set_label_map(const cv::Mat &_labels_i)
|
||||
bool LogisticRegressionImpl::set_label_map(const Mat &_labels_i)
|
||||
{
|
||||
// this function creates two maps to map user defined labels to program friendly labels two ways.
|
||||
int ii = 0;
|
||||
cv::Mat labels;
|
||||
bool ok = false;
|
||||
Mat labels;
|
||||
|
||||
this->labels_o = cv::Mat(0,1, CV_8U);
|
||||
this->labels_n = cv::Mat(0,1, CV_8U);
|
||||
this->labels_o = Mat(0,1, CV_8U);
|
||||
this->labels_n = Mat(0,1, CV_8U);
|
||||
|
||||
_labels_i.convertTo(labels, CV_32S);
|
||||
|
||||
@@ -534,17 +531,16 @@ bool LogisticRegressionImpl::set_label_map(const cv::Mat &_labels_i)
|
||||
{
|
||||
this->reverse_mapper[it->second] = it->first;
|
||||
}
|
||||
ok = true;
|
||||
|
||||
return ok;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
cv::Mat LogisticRegressionImpl::remap_labels(const cv::Mat& _labels_i, const map<int, int>& lmap) const
|
||||
Mat LogisticRegressionImpl::remap_labels(const Mat& _labels_i, const map<int, int>& lmap) const
|
||||
{
|
||||
cv::Mat labels;
|
||||
Mat labels;
|
||||
_labels_i.convertTo(labels, CV_32S);
|
||||
|
||||
cv::Mat new_labels = cv::Mat::zeros(labels.rows, labels.cols, labels.type());
|
||||
Mat new_labels = Mat::zeros(labels.rows, labels.cols, labels.type());
|
||||
|
||||
CV_Assert( lmap.size() > 0 );
|
||||
|
||||
@@ -615,7 +611,7 @@ void LogisticRegressionImpl::read(const FileNode& fn)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
cv::Mat LogisticRegressionImpl::get_learnt_thetas() const
|
||||
Mat LogisticRegressionImpl::get_learnt_thetas() const
|
||||
{
|
||||
return this->learnt_thetas;
|
||||
}
|
||||
|
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