一种基于支持向量机的蠓虫分类方法
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蠓虫分类问题的数学模型摘要:本文针对Af和Apf两类蠓虫的分类问题分别利用马氏距离法、Fisher判别法和Bayes判别法建立了三个数学模型。
首先,利用马氏距离公式建立起样本到两类间距离公式,通过两个距离的大小,样本靠近哪个样本,则判给哪个样本。
再采用Fisher判别法,将所有可能组合构成的区域R n分成两个互不相交的部分,则未知类别的样品落在哪个部分,就判属于那一类。
建立此模型的主要目的就是为了将R n划分成两干个互相不重叠的部分,即找出区域分界面,在数学上就是找出曲面的函数,即判别函数。
最后,再结合实际情况,根据误判对损失的影响大小利用Bayes判别法对于以上建立的模型进行优化与改进,是各种损失按概率的加权求和达到最小1.问题重述两种蠓虫Af和Apf巳由生物学家W.L Grogan和W.W.Wirth(1981年)根据它们的触角长度和翼长加以区分。
现测得6只Apf和9只Af 蠓虫的触角长度和翼长识别的依据是蠓虫的触角和翅膀的长度的数据(见下表),现在要根据数据,制定一种方法,正确区分两类蠓虫;并且将建立的模型将用于已知触角长和翼长三个待定的样本进行识别。
且在假设Af 是宝贵的传粉益虫,而Apf是某种疾病的载体的情2.模型的假设和符号的设定2.1.模型的假设(1)任意的触角长度和翼长属于Af和Apf的概率相等;(2) 任意触角长度和翼长随机组合;(3) 两类蠓虫总体都服从二维正态分布;(4) 同一种误判造成损失相等; 2.2符号的说明(1)i G :表示总体,i=1,2;(2)2(,)i d x G :x 到i G 的马氏平方距离,i=1,2; (3)()i W x :判别函数,i=1,2; (4)()i f x :总体i G 的概率密度函数;(5)(|)c i j :将来自j G 的样品误判来自于i G 后带来的损失。
其它需要用到的符号,在后面再做说明。
3.模型准备之所以将蠓虫归为同一类(Af 或Apf ),是因为它们之间有相同或相近之处,从指标上来讲大小比较接近。
目录摘要........................................................................................................................................ I I 关键词........................................................................................................................................ I I Abstract ...................................................................................................................................... I I Key Words .................................................................................................................................. I I 1引言.. (1)1.1研究意义 (1)1.2国内外研究情况 (1)2支持向量机理论 (3)2.1支持向量机基础理论 (3)2.2C-SVM算法及其变形算法 (7)2.3 V-SVM算法 (9)3 LIBSVM软件 (12)3.1LIBSVM软件简介 (12)3.2LIBSVM软件的使用方法 (12)3.3LIBSVM的工具包 (15)4 Qt图形库 (18)5 系统的设计与实现 (19)5.1分类问题的提出及SVM分类原理 (19)5.2支持向量机与蘑菇毒性分析相结合 (21)5.2.1 蘑菇毒性检测系统总体框架 (21)5.2.2 蘑菇物理属性的数据描述 (21)5.2.3 蘑菇属性数据学习模型的建立 (23)5.2.4 蘑菇毒性预测部分 (26)6 总结 (27)6.1结论 (27)6.2下一步工作 (28)参考文献 (29)致谢 (30)基于支持向量机(SVM)的蘑菇毒性检测系统摘要本文根据模式识别理论,对支持向量机的分类机制,核函数算法和松弛变量的定义进行了研究,采用了LIBSVM工具结合蘑菇毒性样本数据在linux下开发出了蘑菇毒性检测系统,该系统着重分析了样本数据的分割和参数变量的定义对分类精确率的影响。
题目:蠓虫分类问题如图1 生物学家格罗根和维尔特比较了蠓虫的触角和翅膀长度,分类出了两个品种的蠓虫Af和Apf。
比较蠓虫触角和翅膀的长度是蠓虫进行分类的关键。
(1)如果给定一只已知品种为af或apf的蠓虫,你将如何进行分类?(2)将你的分类方法应用于三个标本(标本记录为(触角长度,翅膀长度)),(1.24,1.80),(1.28,1.84),(1.40,2.04).(3)假设蠓虫Af对于植物授粉具有很大价值,蠓虫Apf却是一种降低免疫力的疾病的载体。
你是否会修改你的分类方法?如果是,你将会如何进行修改?1一种最佳的分类和分离:均值向量的推断摘要数值分类学中的一个常见的问题是寻找最佳分离种群并且在种群中对每一个个体进行分类的方法。
这类问题经常只有少量数据点,甚至数据中可能同时包含不同的种群。
W.L.Grogan和W.W.Wirth在1981年确定了15只蠓虫的分类,其中6型只Apf和9只Af。
我们的目标是要找到最好的划分这两种类型蠓虫的方法。
为了实现这个目标不仅需要大量使用多元统计分析还必须具备一定的创造力。
解决这个问题有三个重要的步骤。
首先,我们数值化描述蠓虫的特征(利用蠓虫的触角和翅膀长度),产生分离蠓虫种群的判别方法。
第二,我们确定未知种群的蠓虫的种类为APF或AF。
最后,我们考虑到总的误判概率,并修改我们的判别方法,以使误判的预期成本最小。
我们介绍Fisher判别法并在本问题中进行相应的变形处理。
本文中我们分析其划分蠓虫种群和分类新蠓虫的能力。
此外,我们还介绍其他方法,并讨论为什么我们发现他们不合适用于本问题。
我们使用Fisher判别方法对给定的蠓虫样本进行分类。
然后,我们调整方法使之符合不同的假设,如不同误判的成本和不同种群比例。
最后,我们评估了分类不当的可能性。
在分析种群比例和误判成本的各种假设的基础上,我们计算了划分种群的四条曲线。
假设不同种群的种群规模和误判成本都相同,Fisher判别法得到判别直1线y =0.8883x+0.6930。
模型的假设1、在问题一中,假设两类蠓虫的协方差矩阵是相等的;2、假设Apf 与Af 的总数相同或Apf 占总数的156,Af 占总数的159,这样在用贝叶斯判别法时,即可用按比例分配方法估计两个总体的先验概率;3、样本无性别差异。
4、触角长与翅长作为指标同样重要。
5、用触角长与翅长来判别蠓虫是充分的。
符号说明A………………………………………………Apf 类蠓虫B………………………………………………Af 类蠓虫m1………………………………………………A 类的均值向量m2………………………………………………B 类的均值向量S1………………………………………………A 类的协方差矩阵S2………………………………………………B 类的协方差矩阵n 1………………………………………………A 类样本的容量n 2………………………………………………B 类样本的容量模型的建立与求解1、问题一的建立与求解区分步骤:(1)利用Matlab 软件,画出两类蠓虫分布的散点图如下:1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.451.5 1.55 1.61.61.651.71.751.81.851.91.9522.052.1图1 两类蠓虫分布的散点图Apf Af(2)由散点图我们可以画出两条斜线,由此区分两类蠓虫,如下所示:图2 用斜线区分两类蠓虫(3)由图我们可以区分出两类蠓虫2、问题二的建立与求解用马氏距离判别步骤:(1) 计算A、B两类的均值向量与协方差矩阵; m1=mean(A), m2=mean(B),S1=cov(A), S2=cov(B);(2) 计算总体的协方差矩阵2)1()1(212 211-+-+-=nns nsns;( 3) 计算未知样本x到A,B两类马氏平方距离之差:d=(x-m1)S-1(x-m1)’- (x-m2)S-1(x-m2)’;(4) 若d<0,则x属于A类;若d>0,则x属于B类。
逻辑斯谛回归模型matlab蠓虫分类逻辑斯谛回归模型是一种用于分类问题的机器学习算法。
在这篇文章中,我们将探讨如何使用逻辑斯谛回归模型来进行蠓虫分类。
蠓虫分类是一个重要的问题,特别是在农业和环境保护领域。
蠓虫是一种常见的害虫,它们会对作物和人类健康造成严重影响。
因此,准确地识别和分类蠓虫对于采取相应的控制措施至关重要。
逻辑斯谛回归模型是一种广泛应用于分类问题的机器学习算法。
它基于逻辑斯谛函数,通过对样本特征和标签之间的关系进行建模,来预测新样本的分类。
逻辑斯谛回归模型的优点在于它简单而高效,适用于处理大规模数据集。
在蠓虫分类问题中,我们首先需要收集关于蠓虫的特征数据。
这些特征可以包括蠓虫的体型大小、颜色、翅膀的形状等。
然后,我们需要对这些特征进行预处理,例如归一化或标准化,以便使它们具有相同的尺度和范围。
接下来,我们将数据集分为训练集和测试集。
训练集用于训练逻辑斯谛回归模型,而测试集用于评估模型的性能。
在训练阶段,我们将使用逻辑斯谛回归算法拟合训练集的特征和标签。
这样,模型就能够学习到特征和标签之间的关系,并能够进行准确的分类。
在测试阶段,我们将使用训练好的模型对测试集进行预测。
通过比较预测结果和真实标签,我们可以评估模型的准确性和性能。
常用的评估指标包括准确率、精确率、召回率和F1分数等。
这些指标可以帮助我们了解模型的分类能力和误差情况。
除了训练和测试阶段,还有一些其他的技术可以提高逻辑斯谛回归模型的性能。
例如,特征选择可以帮助我们选择最相关的特征,从而提高模型的分类准确性。
另外,正则化技术可以帮助我们控制模型的复杂度,防止过拟合问题的发生。
在实际应用中,逻辑斯谛回归模型可以与其他技术和方法相结合,形成更强大的分类系统。
例如,我们可以使用特征提取和特征工程技术来提取更有信息量的特征。
同时,我们还可以使用集成学习方法,如随机森林和梯度提升树,来进一步提高模型的性能和鲁棒性。
逻辑斯谛回归模型是一种强大的分类算法,可以应用于蠓虫分类等问题。
第 22卷第 12期2023年 12月Vol.22 No.12Dec.2023软件导刊Software Guide基于线性支持向量机的温室害虫智能识别系统刘豹1,李翌2,李峰2,鲍煦1(1.江苏大学计算机科学与通信工程学院,江苏镇江 212001;2.安利(中国)植物研发中心有限公司,江苏无锡 214000)摘要:针对温室现场采集的害虫粘虫板图像易受光照不均匀、灯光反射等干扰,从而影响识别精度的问题,基于图像分割算法与线性支持向量机构建一个温室害虫智能识别系统。
该系统利用Prewitt边缘检测二值图、Canny边缘检测二值图融合全局阀值分割的方法实现粘虫板图像中害虫区域的精准分割。
基于分割的害虫图像人工构建线性支持向量机的训练数据集,并根据飞虱、蓟马特征将单个样本特征提取扩充至12个;基于扩充的训练数据集构建基于线性支持向量机的害虫识别分类器,并使用梯度下降法进行模型训练。
实验结果表明,该系统可快速准确地实现粘虫板图像中害虫目标区域的分割,平均准确率为96.3%;针对分割后的图像,该系统可准确实现害虫识别,平均准确率为96.1%,其中飞虱、蓟马的识别准确率分别为95.4%、96.8%。
关键词:边缘检测;支持向量机;温室害虫;害虫识别DOI:10.11907/rjdk.222447开放科学(资源服务)标识码(OSID):中图分类号:TP319 文献标识码:A文章编号:1672-7800(2023)012-0232-06Intelligent Identification System of Greenhouse Pests Based on LinearSupport Vector MachineLIU Bao1, LI Yi2, LI Feng2, BAO Xu1(1.School of Computer Science and Communication Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212000, China;2.Amway (China) Plant Research and Development Center Co., Ltd., Wuxi 214000, China)Abstract:To address the issue of the susceptibility of insect pest and sticky insect board images collected on site in greenhouses to noise such as uneven lighting and light reflection, which affects recognition accuracy, an intelligent recognition system for greenhouse pests is built based on image segmentation algorithms and linear support vector machines. This system utilizes the fusion of Prewitt edge detection binary image and Canny edge detection binary image with global threshold segmentation to achieve precise segmentation of pest areas in sticky insect board images. Artificial construction of a linear support vector machine training dataset based on segmented pest images, and expansion of single sample feature extraction to 12 based on planthopper and thrip features; Construct a linear support vector machine based pest recognition clas‐sifier based on the expanded training dataset,and use gradient descent method for model training. The experimental results show that this method can quickly and accurately segment the pest target area in the sticky insect board image, with an average accuracy of 96.3%; For seg‐mented images, this method can accurately identify pests with an average accuracy of 96.1%, with recognition accuracy rates for planthoppers and thrips being 95.4% and 96.8%, respectively.Key Words:edge detection; support vector machines; greenhouse pest; pest identification0 引言农产品的产量和质量一直以来备受人们关注[1-2]。
《基于支持向量机的聚类及文本分类研究》篇一一、引言在人工智能领域中,支持向量机(Support Vector Machine,SVM)被广泛应用于多个子任务,其中包括聚类和文本分类。
这两项任务不仅具有广阔的实用性,还在算法理论和实践中具有一定的研究价值。
本文将对基于支持向量机的聚类及文本分类进行研究,详细介绍SVM的原理和它在聚类及文本分类任务中的应用,并通过实证分析验证其效果。
二、支持向量机(SVM)原理介绍支持向量机是一种基于监督学习的机器学习算法,通过寻找能够将数据正确划分的超平面来构建模型。
其基本思想是在特征空间中找到一个分隔超平面,使得数据集中任意一点到该超平面的距离最大化。
对于文本分类和聚类任务,SVM通常利用核函数将原始文本数据映射到高维空间,以便更好地处理复杂的非线性问题。
三、基于支持向量机的聚类研究聚类是一种无监督学习任务,旨在将相似的数据点聚集在一起。
基于支持向量机的聚类方法通常采用核函数将数据映射到高维空间后,利用SVM的分类思想进行聚类。
具体而言,该方法通过计算数据点之间的相似度或距离来构建相似度矩阵或距离矩阵,然后利用SVM的优化算法对矩阵进行优化,最终得到聚类结果。
四、基于支持向量机的文本分类研究文本分类是一种常见的自然语言处理任务,主要用于将文本数据划分为不同的类别。
基于支持向量机的文本分类方法通过将文本数据转化为数值型特征向量,并利用SVM进行分类。
在这个过程中,SVM通过选择合适的核函数将文本数据映射到高维空间,从而更好地处理复杂的非线性问题。
此外,SVM还可以通过调整参数来优化模型的性能。
五、实证分析为了验证基于支持向量机的聚类和文本分类方法的有效性,本文采用真实数据集进行实验。
首先,我们使用SVM进行文本聚类实验,通过对比不同核函数和参数设置下的聚类效果,验证了SVM在文本聚类任务中的有效性。
其次,我们进行文本分类实验,通过对比SVM与其他常见分类算法的分类性能,验证了SVM在文本分类任务中的优越性。
基于SVM的储粮害虫图像识别分类
张红涛;胡玉霞;毛罕平
【期刊名称】《农机化研究》
【年(卷),期】2008(000)008
【摘要】粮虫图像识别属于小样本、参数多和特征之间混合度大的分类问题,因此分类器的设计是自动检测系统的关键环节.为此,采用网格搜索法,以SVM交叉验证训练模型的识别率为判别准则,对支持向量机分类器的参数和进行优化.应用SVM 分类器对粮仓中危害严重的9类粮虫进行了自动分类,识别率达到93%以上.结果证实了基于SVM的分类器可进一步提高粮虫识别的精度.
【总页数】3页(P36-38)
【作者】张红涛;胡玉霞;毛罕平
【作者单位】江苏大学,现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室/江苏省重点实验室,江苏,镇江,212013;华北水利水电学院,电力学院,郑州,450011;郑州大学,电气工程学院,郑州,450001;江苏大学,现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室/江苏省重点实验室,江苏,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】S431.3;TP391.41
【相关文献】
1.基于扩展Shearlet变换、Krawtchouk矩和SVM的储粮害虫分类 [J], 吴一全;王凯;陶飞翔
2.基于改进算法的储粮害虫图像识别预处理 [J], 刘丽娟;刘仲鹏
3.一种基于三支决策SVM分类的图像识别方法 [J], 邵帅
4.基于三支决策与SVM分类的图像识别算法 [J], 罗琪
5.基于深度卷积神经网络的储粮害虫图像识别 [J], 程曦;吴云志;张友华;乐毅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
蠓虫识别的一个简便的数学模型
王友菁
【期刊名称】《南京林业大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1997(21)4
【摘要】建立了区分蠓虫两个相近品种的一个数学模型,这一模型在一定条件下更简单、有效。
【总页数】2页(P110-111)
【关键词】蠓虫识别;益虫;害虫;识别;数学模型;正态分布
【作者】王友菁
【作者单位】南京林业大学基础课部
【正文语种】中文
【中图分类】O21
【相关文献】
1.辨识数学模型的有效方法——脉冲法识别电液伺服阀数学模型的研究 [J], 花克勤
2.基于模糊模式识别的蠓虫分类数学模型 [J], 王琪
3.一种简便激光对中仪设计及其数学模型的研究 [J], 慕丽;王欣威
4.油藏类型识别的一个模糊数学模型 [J], 陈明强;葛家理
5.用判别分析进行识别的一个数学模型 [J], 杜院录
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