基于支持向量机的模式识别
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svm-ref法
SVM-ref法是一种基于支持向量机的分类算法,是在传统的SVM算法基础上,通过引入新的区分度量方法,提高了分类精度和模型的鲁棒性。
具体来说,SVM-ref法主要借鉴了一些经典的模式识别理论,并将这些理论融合到SVM的分类模型中。
SVM-ref法的具体实现如下:首先,对于一个给定的数据集,SVM-ref法通过寻找最优的分类超平面,将样本点分为两类。
为了使得分类边界更好地区分数据点,SVM-ref法使用了一种新的区分度度量方法,即Referee度量(裁判度量)。
Referee度量是一种基于组间与组内距离比较的度量方法,它能够更有效地评估分类超平面的选取效果。
具体而言,Referee度量主要包含三个步骤:首先,计算样本点和分类超平面之间的距离;然后,将样本点根据其所属类别分为两个集合;最后,计算两个集合之间的距离,作为Referee度量的值。
通过引入Referee度量,SVM-ref法能够有效地避免过拟合和欠拟合现象,并提高了分类的精度和鲁棒性。
此外,为了进一步提高分类效果,SVM-ref法还采用了一些特殊的方法,如稀疏化思想、核函数技术等。
《模式识别中的支持向量机方法》篇一一、引言在当今的数据时代,模式识别已经成为了许多领域的重要工具。
而支持向量机(Support Vector Machine,SVM)则是模式识别领域中最为常用的算法之一。
其算法具有高精度、适应性强等优点,广泛运用于分类、回归以及聚类等多种场景中。
本文旨在全面而系统地探讨模式识别中支持向量机方法的理论基础和实施方法。
二、支持向量机的基本理论支持向量机(SVM)是一种监督学习模型,它的核心思想是在特征空间中寻找一个超平面,使得该超平面能够尽可能准确地划分正负样本。
这个超平面是通过最大化间隔(即两个类别之间的最小距离)来确定的。
1. 线性可分SVM对于线性可分的数据集,SVM通过寻找一个超平面来将数据集划分为两个类别。
这个超平面是唯一确定的,且能够使得两个类别之间的间隔最大化。
2. 非线性SVM对于非线性可分的数据集,SVM通过使用核函数将数据映射到高维空间,从而将非线性问题转化为线性问题。
常用的核函数包括多项式核函数、高斯径向基核函数等。
三、支持向量机的实现方法1. 训练阶段在训练阶段,SVM需要先构建一个优化问题,其目标是最小化正负样本的分类误差和最大化分类间隔。
这个优化问题通常可以通过求解一个二次规划问题得到最优解,也就是SVM的最优分类边界和各个向量的支持值(支持向量)。
2. 测试阶段在测试阶段,SVM将新的输入样本通过核函数映射到高维空间中,并利用训练阶段得到的分类边界对新的输入样本进行分类。
如果输入样本在正类一侧,则被分类为正类;反之,如果输入样本在负类一侧,则被分类为负类。
四、支持向量机的应用场景支持向量机(SVM)具有广泛的应用场景,包括但不限于:图像识别、文本分类、生物信息学、手写数字识别等。
其中,图像识别是SVM应用最为广泛的领域之一。
在图像识别中,SVM 可以有效地处理图像的局部特征和全局特征,从而实现高精度的图像分类和识别。
此外,SVM在文本分类和生物信息学等领域也取得了显著的应用成果。
在MATLAB中使用SVM进行模式识别的方法在MATLAB中,支持向量机(Support Vector Machine, SVM)是一种常用的模式识别方法。
SVM通过在特征空间中找到一个最优的超平面来分离不同的样本类别。
本文将介绍在MATLAB中使用SVM进行模式识别的一般步骤。
其次,进行特征选择与预处理。
在SVM中,特征选择是十分关键的一步。
合适的特征选择可以提取出最具有区分性的信息,从而提高SVM的分类效果。
特征预处理可以对样本数据进行归一化等,以确保特征具有相似的尺度。
然后,将数据集分为训练集和测试集。
可以使用MATLAB中的cvpartition函数来划分数据集。
一般来说,训练集用于训练SVM模型,测试集用于评估SVM的性能。
接下来,选择合适的核函数。
SVM利用核函数将数据映射到高维特征空间中,从而使得原本线性不可分的数据在新的特征空间中可分。
在MATLAB中,可以使用svmtrain函数的‘kernel_function’选项来选择不同的核函数,如线性核函数、多项式核函数、高斯核函数等。
然后,设置SVM的参数。
SVM有一些参数需要调整,如正则化参数C、软间隔的宽度等。
参数的选择会直接影响SVM的分类性能。
可以使用gridsearch函数或者手动调整参数来进行优化。
然后,用测试集测试SVM模型的性能。
使用svmclassify函数来对测试集中的样本进行分类。
svmclassify函数的输入是测试集特征向量和训练好的SVM模型。
最后,评估SVM的性能。
可以使用MATLAB中的confusionmat函数来计算分类结果的混淆矩阵。
根据混淆矩阵可以计算出准确率、召回率、F1分值等指标来评估SVM模型的性能。
除了上述步骤,还可以使用交叉验证、特征降维等方法进一步改进SVM的分类性能。
综上所述,通过以上步骤,在MATLAB中使用SVM进行模式识别的方法主要包括准备数据集,特征选择与预处理,数据集的划分,选择合适的核函数,设置SVM的参数,使用训练集训练SVM模型,用测试集测试SVM 模型的性能,评估SVM的性能等。
在MATLAB中使用SVM进行模式识别的方法在MATLAB中使用支持向量机(SVM)进行模式识别SVM是一种强大的机器学习算法,常用于模式识别任务。
在MATLAB中,使用SVM进行模式识别是一种相对简单且高效的方法。
本文将介绍如何在MATLAB中使用SVM进行模式识别。
1. 背景介绍在进行模式识别之前,我们首先需要了解什么是模式识别。
模式识别是一种通过对数据进行分析和学习,来识别特定模式或类别的任务。
举个例子,我们可以使用模式识别来识别手写数字、语音识别、图像分类等。
2. SVM的原理SVM是一种二分类模型,其核心思想是找到一个最优超平面来分隔两个不同类别的样本。
这个超平面应尽可能地使两个类别的样本距离超平面最大化。
SVM在解决线性可分和线性不可分问题上表现出色。
3. 数据准备在使用SVM进行模式识别之前,我们需要准备好用于训练和测试的数据。
数据应该包含两个类别的样本,每个样本应该用一组特征表示。
例如,如果我们要识别手写数字,每个样本可以是一个数字图像,特征可以是像素值。
4. 加载和划分数据集在MATLAB中,我们可以使用readmatrix函数来加载数据集。
加载数据集后,我们可以使用crossvalind函数来划分数据集为训练集和测试集。
通常,我们将数据集的70%作为训练集,30%作为测试集。
5. 特征提取和预处理在进行模式识别之前,通常需要对数据进行特征提取和预处理。
特征提取是指从原始数据中提取出有用的特征,以便模型可以更好地进行学习和分类。
预处理是指对数据进行归一化、标准化等操作,以使得不同特征具有相同的尺度。
6. 训练和调参在MATLAB中,我们可以使用fitcsvm函数来训练SVM模型。
训练过程中,我们可以通过调整SVM的超参数来获取更好的模型性能。
一些常用的超参数包括惩罚参数C、核函数类型和核函数参数等。
7. 模型评估在训练完成后,我们需要评估模型的性能。
在MATLAB中,我们可以使用predict函数来对测试集进行预测,然后使用confusionmat函数来计算混淆矩阵和其他评估指标,如准确率、召回率和F1分数等。
如何使用支持向量机进行模式识别和目标检测支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种常用的机器学习算法,被广泛应用于模式识别和目标检测领域。
本文将介绍如何使用支持向量机进行模式识别和目标检测。
一、支持向量机简介支持向量机是一种监督学习算法,其基本思想是通过寻找一个最优超平面,将不同类别的样本点分隔开。
在二维空间中,这个最优超平面就是一条直线,而在多维空间中,它可以是一个超平面。
支持向量机的目标是找到一个最大间隔的超平面,使得不同类别的样本点尽可能远离这个超平面,从而提高分类的准确性。
二、模式识别在模式识别中,支持向量机可以用于将不同类别的模式进行分类。
首先,需要准备一组已知类别的样本数据,这些数据包含了待识别的模式。
然后,使用支持向量机算法对这些样本进行训练,通过学习样本的特征和类别信息,构建一个分类模型。
最后,使用该模型对未知类别的模式进行分类。
在实际应用中,模式识别可以用于人脸识别、手写数字识别等领域。
例如,在人脸识别中,可以使用支持向量机对人脸图像进行分类,将其分为不同的人脸类别。
通过训练大量的人脸图像样本,支持向量机可以学习到不同人脸的特征,并根据这些特征进行分类,从而实现准确的人脸识别。
三、目标检测目标检测是指在图像或视频中,对特定目标进行自动识别和定位。
支持向量机可以用于目标检测中的特征提取和分类。
首先,需要提取图像中的特征,例如颜色、纹理等。
然后,使用支持向量机对这些特征进行分类,判断目标是否存在。
在实际应用中,目标检测可以用于交通监控、人脸检测等领域。
例如,在交通监控中,可以使用支持向量机对车辆进行检测和识别。
通过提取车辆的特征,例如车辆的颜色、形状等,支持向量机可以判断图像中是否存在车辆,并将其定位出来。
这样,可以实现对交通状况的实时监控和管理。
四、支持向量机的优缺点支持向量机作为一种常用的机器学习算法,具有以下优点:1. 可以处理高维数据,适用于复杂的模式识别和目标检测任务。
浅谈SVC的原理及作用SVC(Support Vector Classification)是一种基于支持向量机(Support Vector Machine)的分类算法,它在模式识别和数据挖掘中得到广泛应用。
本文将从原理和作用两个方面对SVC进行详细讨论。
一、SVC的原理1.1支持向量机原理支持向量机是一种将输入数据映射到一个高维特征空间,从而在该空间中寻找一个能够最大化不同类别之间间隔的超平面的方法。
其核心思想是通过找到一条能够将两个不同类别的样本分隔开的超平面,以达到分类的目的。
1.2SVC的基本原理SVC是一种二分类模型,即将样本分为两类。
其基本原理可以概括为以下几个步骤:(1)选择核函数:SVC通过核函数将低维输入数据映射到高维特征空间。
常用的核函数有线性核函数、多项式核函数和高斯核函数等。
不同的核函数会对结果产生影响。
(3)求解最优化问题:SVC的目标是通过优化问题来找到最佳的决策函数。
这个优化问题可以通过求解拉格朗日函数的极大极小值来实现。
(4)确定支持向量:在优化过程中,只有与决策函数相关的样本点才会被称为支持向量。
在分类过程中,只有支持向量参与计算。
1.3SVC的核心思想SVC的核心思想是通过将低维数据映射到高维特征空间来进行分类。
其优点在于可以解决非线性分类问题,而不需要事先对数据进行复杂的变换。
通过选择不同的核函数,可以将数据映射到不同的特征空间,从而灵活地适应不同的数据分布。
二、SVC的作用2.1解决非线性分类问题SVC主要用于解决非线性分类问题。
在许多实际应用中,样本的分布通常是复杂的,传统的线性分类器无法处理这种情况。
而SVC可以通过合适的核函数将非线性分类问题转化为线性分类问题进行求解。
2.2实现高维特征空间分类SVC通过映射低维输入数据到高维特征空间,可以更好地发现数据之间的关系。
在高维特征空间中,数据更容易线性分隔,从而提高分类的准确性。
2.3有效处理少量样本SVC在分类过程中只需要使用支持向量进行计算,对于样本规模较大的问题,其计算复杂度相对较低。
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基于支持向量机的调制模式识别技术研究
作者:鲁茂昌郝建华蔡毅
来源:《现代电子技术》2013年第11期
摘要:为了完成对8种模拟数字混合信号的调制模式识别,采用了基于二叉树扩展的支持向量机作为分类器,从待识别的信号的瞬时幅度,瞬时频率和瞬时相位中提取七类特征作为特征参量的方法,获得了对8种调制模式精确稳定估计的结果,具有实时性好、分类模式多和扩展性能好的特点。
关键词:支持向量机;调制识别;特征参数;二叉树
中图分类号: TN911.7⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2013)11⁃0139⁃03
0 引言
在统计模式识别方法中,分类识别系统分成两个子系统,即特征提取子系统和分类器子系统。
国内外对信号的特征参数研究较多,比较有代表性的是:Chan和Gadbois提出基于包络特征的调制识别器[1],即R参数法,但是该特征只利用了幅度信息,因此无法识别调幅调频混合调制;Hsue和Soliman提出了一种基于信号相位统计矩的调制识别方法[2],但是识别类型
较少;Swami等人提出的基于高阶累积量的数字调制识别方法[3],是近期讨论较多的方法之一,但是其运算量较大,实时性较差。
本文从混合信号的特点出发,从信号的瞬时信息中提取了七种特征参数,并且结合支持向量机分类器,完成了对8种混合调制信号的调制模式分类,其算法相对简单,分类准确率高。
1 算法原理。
基于支持向量机的模式识别摘要随着人工智能和机器学习学科的不断发展,传统的机器学习方法已经不能适应学科的快速发展。
而支持向量机(Support Vector Machine,SVM)则是根据统计学习理论提出的一种新型且有效的机器学习方法,它以结构风险最小化和VC 维理论为基础,适当的选择函数子集和决策函数,使学习机器的实际风险最小化,通过对有限的训练样本进行最小误差分类。
支持向量机能够较好的解决小样本、非线性、过学习和局部最小等实际问题,同时具有较强的推广能力。
支持向量机的样本训练问题实质是求解一个大的凸二次规划问题,从而所得到的解也是全局最优的,通常也是唯一的解。
本文以支持向量机理论为基础,对其在模式识别领域的应用进行系统的研究。
首先运用传统的增式支持向量机对历史数据分类,该分类结果表明对于较复杂的数据辨识时效果不佳。
然后运用改进后的增式支持向量机对历史数据进行分类,再利用支持向量机具有的分类优势对数据进行模式识别。
本文对传统增式支持向量机算法和改进增式支持向量机算法进行了仿真对比,仿真结果体现了改进增式支持向量机算法的优越性,改进增式支持向量机算法减少了训练样本集的样本数量,优化了时间复杂度和空间复杂度,提高了分类效率。
该方法应用于模式识别领域中能明显提高系统的准确率。
关键词:支持向量机;模式识别;多类分类;增式算法Pattern Recognition Based on Support Vector MachineAbstractWith the discipline of artificial intelligence and machine learning continues to evolve, traditional machine learning methods can not adapt to the rapid development of disciplines. The support vector machine (Support Vector Machine, SVM) is based on statistical learning theory a new and effective machine learning method, which to base on the structural risk minimization and the VC dimension theory, a function subset of appropriate choice and decision-making function of appropriate choice, the learning machine to minimize the actual risk, through the limited training samples for minimum error classification. SVM can solve the small sample, nonlinear, over learning and local minimum practical issues, but also it has a strong outreach capacity. Sample training problems of Support Vector Machines to solve really a large convex quadratic programming problems, and to the global optimal solution is also obtained, usually the only solution.This paper based on support vector machine theory, its application in the field of pattern recognition system. First, by using the traditional incremental support vector machine classification of historical data, the classification results show that the data for the identification of more complex when the results are poor. And then improved by the use of incremental Support Vector Machines to classify the historical data, and then use the classification of Support Vector Machine has advantages for data pattern recognition.This type of traditional incremental Support Vector Machine and improved incremental Support Vector Machine algorithm was simulated comparison, simulation results demonstrate the improved incremental Support Vector Machine algorithm by superiority, improved incremental Support Vector Machine algorithm reduces the set of training samples number of samples,and to optimize the time complexity and space complexity, improving the classification efficiency. The method is applied to pattern recognition can significantly improve the accuracy of the system.Key words: Support Vector Machine; Pattern Recognition; Multi-class Classification; Incremental Algorithm目录论文总页数:37页第一章引言.................................................错误!未定义书签。
1.1课题背景及意义........................................错误!未定义书签。
1.2支持向量机理论的发展...................................错误!未定义书签。
1.3支持向量机在各个领域的应用.............................错误!未定义书签。
1.4本课题意义及内容安排...................................错误!未定义书签。
第二章支持向量机的基本原理................................错误!未定义书签。
2.1统计学习理论..........................................错误!未定义书签。
2.1.1机器学习问题描述...............................错误!未定义书签。
2.1.2统计学习理论的发展.............................错误!未定义书签。
2.1.3 VC维理论......................................错误!未定义书签。
2.1.4 推广性的界....................................错误!未定义书签。
2.1.5结果风险最小化原则.............................错误!未定义书签。
2.2支持向量机(SVM)理论....................................错误!未定义书签。
2.2.1最优分类面.....................................错误!未定义书签。
2.2.2标准支持向量机.................................错误!未定义书签。
2.3支持向量机的主要研究方法...............................错误!未定义书签。
2.3.1支持向量机多类分类方法.........................错误!未定义书签。
2.3.2解决支持向量机的二次规划问题...................错误!未定义书签。
2.2.3核函数的选择及其参数优化.......................错误!未定义书签。
2.4本章小结..............................................错误!未定义书签。
第三章基于增式支持向量机的模式识别.........................错误!未定义书签。
3.1传统增式SVM训练算法.................................错误!未定义书签。
3.2改进增式SVM训练算法..................................错误!未定义书签。
3.2.1改进算法的基本思路及KKT条件...................错误!未定义书签。
3.2.2 改进增式训练算法的步骤........................错误!未定义书签。
3.2.3 仿真实验......................................错误!未定义书签。
3.4本章小结..............................................错误!未定义书签。
第四章改进SVM算法在模式识别领域的应用....................错误!未定义书签。
4.1模式识别简介.........................................错误!未定义书签。
4.2舰船目标识别..........................................错误!未定义书签。