yat/classifier/IGP.h

Code
Comments
Other
Rev Date Author Line
3316 19 Sep 14 peter 1 #ifndef _theplu_yat_classifier_igp_
3316 19 Sep 14 peter 2 #define _theplu_yat_classifier_igp_
581 04 May 06 markus 3
616 31 Aug 06 jari 4 // $Id$
581 04 May 06 markus 5
675 10 Oct 06 jari 6 /*
2119 12 Dec 09 peter 7   Copyright (C) 2006 Jari Häkkinen, Markus Ringnér
4359 23 Aug 23 peter 8   Copyright (C) 2007 Peter Johansson, Markus Ringnér
4359 23 Aug 23 peter 9   Copyright (C) 2008 Jari Häkkinen, Peter Johansson, Markus Ringnér
3562 04 Jan 17 peter 10   Copyright (C) 2009, 2010, 2014, 2017 Peter Johansson
616 31 Aug 06 jari 11
1437 25 Aug 08 peter 12   This file is part of the yat library, http://dev.thep.lu.se/yat
675 10 Oct 06 jari 13
675 10 Oct 06 jari 14   The yat library is free software; you can redistribute it and/or
675 10 Oct 06 jari 15   modify it under the terms of the GNU General Public License as
1486 09 Sep 08 jari 16   published by the Free Software Foundation; either version 3 of the
675 10 Oct 06 jari 17   License, or (at your option) any later version.
675 10 Oct 06 jari 18
675 10 Oct 06 jari 19   The yat library is distributed in the hope that it will be useful,
675 10 Oct 06 jari 20   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
675 10 Oct 06 jari 21   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
675 10 Oct 06 jari 22   General Public License for more details.
675 10 Oct 06 jari 23
675 10 Oct 06 jari 24   You should have received a copy of the GNU General Public License
1487 10 Sep 08 jari 25   along with yat. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
675 10 Oct 06 jari 26 */
675 10 Oct 06 jari 27
925 02 Oct 07 markus 28 #include "MatrixLookup.h"
925 02 Oct 07 markus 29 #include "Target.h"
2334 15 Oct 10 peter 30 #include "yat/utility/concept_check.h"
3320 19 Sep 14 peter 31 #include "yat/utility/Matrix.h"
1120 21 Feb 08 peter 32 #include "yat/utility/Vector.h"
925 02 Oct 07 markus 33 #include "yat/utility/yat_assert.h"
675 10 Oct 06 jari 34
2334 15 Oct 10 peter 35 #include <boost/concept_check.hpp>
2334 15 Oct 10 peter 36
925 02 Oct 07 markus 37 #include <cmath>
925 02 Oct 07 markus 38 #include <limits>
936 05 Oct 07 peter 39 #include <stdexcept>
925 02 Oct 07 markus 40
581 04 May 06 markus 41 namespace theplu {
680 11 Oct 06 jari 42 namespace yat {
3316 19 Sep 14 peter 43 namespace classifier {
581 04 May 06 markus 44
581 04 May 06 markus 45   class Target;
581 04 May 06 markus 46   class MatrixLookup;
581 04 May 06 markus 47
3318 19 Sep 14 peter 48   /**
3318 19 Sep 14 peter 49      \brief Class for In Group Proportions (IGP)
3318 19 Sep 14 peter 50
3318 19 Sep 14 peter 51      IGP is defined to be the proportion of samples in a group whose
3318 19 Sep 14 peter 52      nearest neighbours are also in the same group.
3318 19 Sep 14 peter 53
3318 19 Sep 14 peter 54      \see <a HREF="
3318 19 Sep 14 peter 55      http://biostatistics.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/kxj029v1">
3318 19 Sep 14 peter 56      Kapp and Tibshirani, Biostatistics (2006)</a>.
3320 19 Sep 14 peter 57
3551 03 Jan 17 peter 58      Distance should model concept \ref concept_distance (but support
3551 03 Jan 17 peter 59      for weighted iterators is not required).
3551 03 Jan 17 peter 60
3320 19 Sep 14 peter 61      \note Distance must be symmetric, i.e., Distance(x,y) == Distance(y,x).
3318 19 Sep 14 peter 62   */
925 02 Oct 07 markus 63   template <typename Distance>
581 04 May 06 markus 64   class IGP
581 04 May 06 markus 65   {
3316 19 Sep 14 peter 66
581 04 May 06 markus 67   public:
1158 26 Feb 08 markus 68     ///
1158 26 Feb 08 markus 69     /// Constructor taking the training data and the target vector and
3316 19 Sep 14 peter 70     /// as input.
581 04 May 06 markus 71     ///
1158 26 Feb 08 markus 72     IGP(const MatrixLookup&, const Target&);
1158 26 Feb 08 markus 73
1158 26 Feb 08 markus 74
1158 26 Feb 08 markus 75     ///
581 04 May 06 markus 76     /// Constructor taking the training data, the target vector and
3316 19 Sep 14 peter 77     /// the distance measure as input.
581 04 May 06 markus 78     ///
1158 26 Feb 08 markus 79     IGP(const MatrixLookup&, const Target&, const Distance&);
581 04 May 06 markus 80
581 04 May 06 markus 81     ///
581 04 May 06 markus 82     /// Destrucutor
581 04 May 06 markus 83     ///
581 04 May 06 markus 84     virtual ~IGP();
581 04 May 06 markus 85
581 04 May 06 markus 86     ///
581 04 May 06 markus 87     /// @return the IGP score for each class as elements in a vector.
581 04 May 06 markus 88     ///
1120 21 Feb 08 peter 89     const utility::Vector& score(void) const;
581 04 May 06 markus 90
581 04 May 06 markus 91
581 04 May 06 markus 92   private:
1158 26 Feb 08 markus 93     void calculate();
1158 26 Feb 08 markus 94
1120 21 Feb 08 peter 95     utility::Vector igp_;
1050 07 Feb 08 peter 96     Distance distance_;
581 04 May 06 markus 97
581 04 May 06 markus 98     const MatrixLookup& matrix_;
581 04 May 06 markus 99     const Target& target_;
3316 19 Sep 14 peter 100   };
925 02 Oct 07 markus 101
3316 19 Sep 14 peter 102
925 02 Oct 07 markus 103   // templates
925 02 Oct 07 markus 104
925 02 Oct 07 markus 105   template <typename Distance>
3316 19 Sep 14 peter 106   IGP<Distance>::IGP(const MatrixLookup& data, const Target& target)
925 02 Oct 07 markus 107     : matrix_(data), target_(target)
3316 19 Sep 14 peter 108   {
2334 15 Oct 10 peter 109     BOOST_CONCEPT_ASSERT((utility::DistanceConcept<Distance>));
1158 26 Feb 08 markus 110     calculate();
1158 26 Feb 08 markus 111   }
1158 26 Feb 08 markus 112
1158 26 Feb 08 markus 113   template <typename Distance>
3319 19 Sep 14 peter 114   IGP<Distance>::IGP(const MatrixLookup& data, const Target& target,
3319 19 Sep 14 peter 115                      const Distance& dist)
1158 26 Feb 08 markus 116     : matrix_(data), target_(target), distance_(dist)
3316 19 Sep 14 peter 117   {
2334 15 Oct 10 peter 118     BOOST_CONCEPT_ASSERT((utility::DistanceConcept<Distance>));
1158 26 Feb 08 markus 119     calculate();
1158 26 Feb 08 markus 120   }
1158 26 Feb 08 markus 121
3316 19 Sep 14 peter 122
1158 26 Feb 08 markus 123   template <typename Distance>
3316 19 Sep 14 peter 124   IGP<Distance>::~IGP()
1158 26 Feb 08 markus 125   {
1158 26 Feb 08 markus 126   }
1158 26 Feb 08 markus 127
3319 19 Sep 14 peter 128
1158 26 Feb 08 markus 129   template <typename Distance>
3316 19 Sep 14 peter 130   void IGP<Distance>::calculate()
1158 26 Feb 08 markus 131   {
1876 20 Mar 09 peter 132     YAT_ASSERT(target_.size()==matrix_.columns());
3316 19 Sep 14 peter 133
925 02 Oct 07 markus 134     // Calculate IGP for each class
3320 19 Sep 14 peter 135     igp_.resize(target_.nof_classes(), 0.0);
3316 19 Sep 14 peter 136
3320 19 Sep 14 peter 137     // calculate distances
3320 19 Sep 14 peter 138     utility::Matrix dist(matrix_.columns(), matrix_.columns());
3320 19 Sep 14 peter 139     for (size_t i=0; i<dist.rows(); ++i)
3320 19 Sep 14 peter 140       for (size_t j=i+1; j<dist.rows(); ++j) {
3320 19 Sep 14 peter 141         dist(i,j) = dist(j,i) = distance_(matrix_.begin_column(i),
3320 19 Sep 14 peter 142                                           matrix_.end_column(i),
3320 19 Sep 14 peter 143                                           matrix_.begin_column(j));
3320 19 Sep 14 peter 144       }
3320 19 Sep 14 peter 145
3320 19 Sep 14 peter 146     // find nearest neigbour for each sample
1271 09 Apr 08 peter 147     for(size_t i=0; i<target_.size(); i++) {
1271 09 Apr 08 peter 148       size_t neighbor=i;
925 02 Oct 07 markus 149       double mindist=std::numeric_limits<double>::max();
3316 19 Sep 14 peter 150       for(size_t j=0; j<target_.size(); j++) {
1874 17 Mar 09 peter 151         if (i==j) // avoid self-self comparison
1874 17 Mar 09 peter 152           continue;
3320 19 Sep 14 peter 153         if(dist(i,j)<mindist) {
3320 19 Sep 14 peter 154           mindist=dist(i,j);
925 02 Oct 07 markus 155           neighbor=j;
925 02 Oct 07 markus 156         }
925 02 Oct 07 markus 157       }
925 02 Oct 07 markus 158       if(target_(i)==target_(neighbor))
925 02 Oct 07 markus 159         igp_(target_(i))++;
3316 19 Sep 14 peter 160
925 02 Oct 07 markus 161     }
1271 09 Apr 08 peter 162     for(size_t i=0; i<target_.nof_classes(); i++) {
925 02 Oct 07 markus 163       igp_(i)/=static_cast<double>(target_.size(i));
925 02 Oct 07 markus 164     }
925 02 Oct 07 markus 165   }
925 02 Oct 07 markus 166
3316 19 Sep 14 peter 167
925 02 Oct 07 markus 168   template <typename Distance>
3316 19 Sep 14 peter 169   const utility::Vector& IGP<Distance>::score(void) const
925 02 Oct 07 markus 170   {
925 02 Oct 07 markus 171     return igp_;
925 02 Oct 07 markus 172   }
3316 19 Sep 14 peter 173
680 11 Oct 06 jari 174 }}} // of namespace classifier, yat, and theplu
581 04 May 06 markus 175
581 04 May 06 markus 176 #endif

Generated on Sat Oct 14 02:22:07 2023 (UTC) by svndigest 0.11.2pre (dev build 1672)