SVM手寫數字識別

2021-07-25 11:29:50 字數 2383 閱讀 5241

準備資料:基於二值影象構造資料

分析資料:對影象向量進行目測

訓練演算法:採用三種不同的方法,不同的引數

線性分類器

二次多項式核函式

徑向基核函式

測試並計算錯誤率

本實驗使用的訓練資料如下圖所示,為若干個手寫的 0 和 9 的數字影象。

本實驗使用的測試資料如下圖所示,為若干個手寫的 0 和 9 的數字影象。

實驗的主函式如下所示:

% 功能:演示 kernel

svm演算法

clcclear all

close all

addpath('./data');

%% 測試樣本

datalength = 2;

[xtrain1, ytrain1, xtrain2, ytrain2] = readdatafromfiles('./data/trainingdigits');

[xtest1, ytest1, xtest2, ytest2] = readdatafromfiles('./data/testdigits');

% 合併樣本

x = [xtrain1, xtrain2];

y = [ytrain1, ytrain2];

% 打亂樣本順序

index = randperm(size(x, 2));

x(:, index) = x;

y(:, index) = y;

%% kernel svm 訓練

kerneltype = 'liner';

[alpha, b] = kernelsvmtrainmine(x, y, kerneltype);

%% 提取 sv

epsilon = 1e-5;

indexsv = find(alpha > epsilon);

%% 測試輸出

ytestresult1 = sign(sum(bsxfun(@times, alpha(indexsv) .* y(indexsv)', kernel(x(:, indexsv), xtest1, kerneltype))) + b);

ytestresult2 = sign(sum(bsxfun(@times, alpha(indexsv) .* y(indexsv)', kernel(x(:, indexsv), xtest2, kerneltype))) + b);

sum(ytestresult1 ~= ytest1)

sum(ytestresult2 ~= ytest2)

訓練資料和測試資料的個數為:數字0

9訓練198204

測試9789

線性分類器的結果如下所示:

型別係數

測試錯誤數

支援向量數線性無

178二次多項式核函式的結果如下所示,其中的係數是指ke

rnel

(x,x

′)=(

ξ+γx

tx′)

q 中的

γ ,並且ξ=

1 ,q=

2 :

型別係數

測試錯誤數

支援向量數

二次多項式

0.01279

二次多項式

0.12

84二次多項式

0.25185

二次多項式

0.594

48二次多項式

114814

徑向基核函式的結果如下所示,其中的係數是指ke

rnel

(x,x

′)=e

(−||

x−x′

||22

σ2) 中的 σ2

:型別係數測試錯誤數

支援向量數

徑向基0.1

97402

徑向基5

1330

徑向基10

1114

徑向基50270

從上面的測試中可以看出:

1. 引數的不同對分類的效果影響很大

2. 並不是說最小的訓練錯誤率對應於最小的支援向量數目。

3. 訓練後的識別階段並不需要所有訓練樣本,只需要支援向量

4. 線性核函式的訓練效果並不糟糕,在某些情況下如果線性核函式就以滿足要求就可不使用其他複雜核函式。

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