主要内容

基于MATLAB编码器的机器学习模型预测代码生成

此示例显示如何使用MATLAB®Coder™应用程序生成用于预测分类和回归模型对象的C / C ++代码。您还可以使用命令行生成代码Codegen.(MATLAB编码器).看命令行中机器学习模型预测的代码生成获取详细信息。

某些分类和回归模型对象具有一个预测或者随机支持代码生成的功能。金宝app使用这些对象函数预测需要训练的分类或回归模型对象,但代码生成的入口点函数不能将这些对象作为输入变量。通过使用解决这个限制的工作Savelarnerforcoder.loadlearnerforcoder如本例中所述。

此流程图显示了分类和回归模型对象的对象函数的代码生成工作流。

在此示例中,您使用分类集合模型使用k- 最邻居弱学习者并通过使用保存训练的模型Savelarnerforcoder..然后,定义通过使用加载保存的模型的入口点函数loadlearnerforcoder并调用对象函数。编写脚本以测试入口点函数。最后,通过使用MATLAB编码器应用程序生成代码并验证生成的代码。

火车分类模型

加载电离层数据集。此数据集具有34个预测器和351雷达返回的二进制响应,无论是坏的吗('B')或好('G').

负载电离层

培训分类集合模型k-最近邻弱学习器,利用随机子空间方法。关于使用随机子空间集合的分类的详细信息,请参见随机子空间分类

RNG('默认'再现性的百分比学习者= templateknn(“NumNeighbors”,2);mdl = fitcensemble(x,y,'方法''子空间''npredtosample',5,......“学习者”学习者,'numlearnicalnicycle',13);

保存模型使用Savelarnerforcoder.

将培训的合奏模型保存到名为的文件knnEnsemble.mat在您当前的文件夹中。

SavelAlnerForCoder(MDL,“knnEnsemble”

Savelarnerforcoder.制定完整分类模型MDL.紧凑,然后将其保存到Matlab二进制文件knnEnsemble.mat作为当前文件夹中的结构阵列。

定义入口点函数

一个入口点函数,又称顶级或者基本的函数,是您为代码生成定义的函数。您必须定义一个入门点函数,可调用启用代码生成的函数,并从入口点函数生成C / C ++代码。入口点函数中的所有功能必须支持代码生成。金宝app

在当前文件夹中的一个新文件中,定义命名的入口点函数myknnensemblepredict它的作用如下:

  • 接受输入数据(X),所保存模型的文件名(文档名称)和有效的名称 - 值对参数预测功能 (varargin.).

  • 使用培训的集合模型loadlearnerforcoder

  • 从加载模型预测标签和相应的分数。

您可以通过指定允许可选的名称 - 值参数varargin.作为输入参数。有关详细信息,请参见可变长度参数列表的代码生成(MATLAB编码器)

类型myknnensemblepredict.m.显示myknnEnsemblePredict的内容。m文件。
函数[标签,分数] = myknnensemblepredict(x,filename,varargin)%#codegen compactmdl = loadlearnerforcoder(文件名);[标签,得分] =预测(CompactMDL,X,Varargin {:});结尾

添加%#codegen.编译器指令(或Pragma)到函数签名后的入学点函数,指示您打算为Matlab算法生成代码。添加此指令指示MATLAB代码分析仪帮助您诊断和修复在代码生成期间导致错误的违规。看使用代码分析仪检查代码(MATLAB编码器)

笔记:如果单击此页面的右上角的按钮,请在MATLAB中打开此示例,然后MATLAB打开示例文件夹。此文件夹包含入口点函数文件(myknnensemblepredict.m.)和测试文件(test_myknnensemblepredict.m.,后来描述)。

设置编译器

要生成C / C ++代码,您必须可以访问正确配置的C / C ++编译器。MATLAB编码器定位并使用支持的安装编译器。金宝app您可以使用梅克斯设置查看和更改默认编译器。有关详细信息,请参见更改默认编译器

创建测试文件

编写一个测试脚本来调用myknnensemblepredict函数。在测试脚本中,指定在生成的代码中使用的输入参数和名称-值对参数。在使用MATLAB Coder应用程序生成代码时,可以使用此测试脚本自动定义输入类型。

在本例中,创建test_myknnensemblepredict.m.文件,如所示。

类型test_myknnensemblepredict.m.显示test_myknnEnsemblePredict的内容。m文件。
%% load样本数据载荷电离层%% test myknnensemblepredict [标签,得分] = myknnensemblepredict(x,'knnensemble','学习者,1:13);

有关详细信息,请参见使用应用程序自动定义输入类型(MATLAB编码器)

使用MATLAB编码器应用程序生成代码

MATLAB编码器应用程序从MATLAB代码生成C或C ++代码。基于工作流的用户界面通过代码生成过程步骤。以下步骤描述了MATLAB编码器应用程序的简要工作流程。有关详细信息,请参见Matlab编码器(MATLAB编码器)使用MATLAB Coder App生成C代码(MATLAB编码器)

1.打开MATLAB编码器应用程序,选择入口点函数文件。

在这方面应用标签,在应用部分,单击显示更多箭头打开应用程序库。在下面代码生成, 点击Matlab编码器.该应用程序打开了选择源文件页面。输入或选择入口点函数的名称,myknnensemblepredict

点击下一个定义输入类型页面。

2.定义输入类型

因为C使用静态类型,MATLAB编码器必须在编译时确定MATLAB文件中所有变量的属性。因此,您需要指定入口点函数输入的属性。

输入或选择测试脚本test_myknnensemblepredict.然后点击Autodefine输入类型

Matlab编码器应用程序识别输入类型myknnensemblepredict函数基于测试脚本。

修改输入类型:

  • X- 应用程序的InfersX双(351x34).必须将预测器的数量固定为与训练模型中的预测器数量相同。但是,您可以对预测具有不同的观察。如果观察数未知,则变化双(351x34)双(:351x34)或者双(:INFX34).设置双(:351x34)允许最多351的观察数,以及设置双(:INFX34)允许无限数量的观察。在本例中,指定双(:INFX34)通过点击351.并选择:正

  • 文档名称- 点击char, 选择定义常量,用单引号输入文件名,“knnEnsemble”

  • 变长度输入宗量{1}- 名称 - 值对参数中的名称必须是编译时常量。点击char, 选择定义常量和类型“学习者”

  • 变长度输入宗量{2}-在生成的代码中允许用户自定义索引多达13个弱学习者,更改双(1x13)双(1x:13)

点击下一个检查运行时问题页面。这个可选步骤生成一个MEX文件,运行MEX函数,并报告问题。点击下一个生成代码页面。

3.生成C代码

构建类型,单击产生.该应用程序生成一个MEX函数,myknnensemblepredict_mex..MEX函数是一个来自MATLAB可执行的C / C ++程序。您可以使用MEX功能来加速MATLAB算法并测试生成的功能和运行时问题的代码。有关详细信息,请参见MATLAB算法加速(MATLAB编码器)为什么在Matlab中测试MEX函数?(MATLAB编码器)

根据指定的构建类型,MATLAB编码器生成编译到静态库,动态链接库或可执行文件的MEX函数或独立C / C ++代码。有关设置构建类型的详细信息,请参阅配置构建设置(MATLAB编码器)

点击下一个完成工作流程页面。

4.查看完成工作流程页面

完成工作流程页表示代码生成成功。此页面还提供了项目摘要和到生成的输出的链接。

使用脚本生成代码

在定义输入类型之后,您可以将MATLAB Coder项目转换为MATLAB命令的等效脚本。然后运行脚本生成代码。有关详细信息,请参见将MATLAB编码器项目转换为MATLAB脚本(MATLAB编码器)

在MATLAB编码器应用程序工具栏上,单击打开动作菜单按钮:

选择转换为脚本,然后单击节省.该应用程序创建文件myknnensemblepredict_script.m.,它在配置对象中重新生成项目,并运行Codegen.(MATLAB编码器)函数。

显示文件的内容myknnensemblepredict_script.m.

类型myknnensemblepredict_script.m.
从myknnEnsemblePredict生成MEX-function myknnEnsemblePredict_mex %。% %从项目“myknnEnsemblePredict”生成的脚本。撮合下2017年- 11月17日。% %参见CODER, CODER。配置,编码器。TYPEOF CODEGEN。%%创建类'coder.MexCodeConfig'的配置对象。cfg = coder.config(墨西哥人);cfg。GenerateReport = true;cfg。ReportPotentialDifferences = false; %% Define argument types for entry-point 'myknnEnsemblePredict'. ARGS = cell(1,1); ARGS{1} = cell(4,1); ARGS{1}{1} = coder.typeof(0,[Inf 34],[1 0]); ARGS{1}{2} = coder.Constant('knnEnsemble'); ARGS{1}{3} = coder.Constant('Learners'); ARGS{1}{4} = coder.typeof(0,[1 13],[0 1]); %% Invoke MATLAB Coder. codegen -config cfg myknnEnsemblePredict -args ARGS{1} -nargout 2

运行脚本。

myknensemblepredict_script.
代码生成成功:要查看报告,打开('codegen/mex/myknnEnsemblePredict/html/report.mldatx')

验证生成的代码

测试MEX功能以验证生成的代码是否提供与原始MATLAB代码相同的功能。要执行此测试,请使用您用于运行原始MATLAB代码的相同输入运行MEX函数,然后比较结果。在生成独立代码之前在MATLAB中运行MEX函数也使您可以检测和修复在生成的独立代码中诊断的运行时错误。有关详细信息,请参见为什么在Matlab中测试MEX函数?(MATLAB编码器)

传递一些预测数据以验证myknnensemblepredictMEX函数返回相同的结果。

[label1, score1] =预测(Mdl X,“学习者”,1:10);[label2,得分2] = myknensemblepredict(x,“knnEnsemble”“学习者”,1:10);[label3,score3] = myknensemblepredict_mex(x,“knnEnsemble”“学习者”,1:10);

相比标签1标签2., 和标签3.通过使用isequal

isequal (label1 label2 label3)
ans =逻辑1

isequal返回逻辑1(真的),这意味着所有输入都是相等的。

得分3.MEX功能的输出可能包括与来自的输出相比的圆截止差异预测函数。在这种情况下,比较得分1得分3.,允许小的宽容。

查找(ABS(Score1-Score3)> 1E-12)
ans = 0x1空双列向量

如果元素 - 明智的绝对差异,则返回空向量得分1得分3.不大于指定的公差1E-12.比较证实了这一点myknnensemblepredictMEX函数返回相同的结果。

另请参阅

(MATLAB编码器)|||

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