目标识别-cv实验

一、实验介绍

（1）实验目的

• 掌握支持向量机（SVM）分类器。

（2）数据集简介

• 上述数据集均一.mat文件存放在/datasets文件夹下。

（3）实验内容

• 编写程序实现SVM分类器设计。

（4）评价指标

• 本次实验主要利用Acc指标对聚类结果进行评价，值越大表明聚类效果越好。

二、实验代码

• 编写程序实现线性、高斯核、拉普拉斯核的的SVM分类器设计。

import numpy as np
from scipy.io import loadmat
from sklearn import svm
from sklearn.model_selection import train_test_split
import math

# 数据准备
minist_path = r".\datasets\MNIST.mat"
lung_path = r".\datasets\lung.mat"
yale_path = r".\datasets\Yale.mat"
KERNEL = ['linear', 'rbf']


# 加载数据
def create_data(path):
    data = loadmat(path)
    data_x = data["X"]
    data_y = data["Y"][:, 0]
    data_y -= 1
    Data = np.array(data_x)
    Label = np.array(data_y)
    return Data, Label


def laplace(X1, X2):
    K = np.zeros((len(X1), len(X2)), dtype=np.float)
    for i in range(len(X1)):
        for j in range(len(X2)):
            K[i][j] = math.exp(-math.sqrt(np.dot(X1[i] - X2[j], (X1[i] - X2[j]).T))/2)
    return K


def classify(path, kernel):
    X, y = create_data(path)
    train_data, test_data, train_label, test_label = train_test_split(X, y, test_size=0.333, random_state=233)
    # 训练svm分类器
    classifier = svm.SVC(C=2, kernel=kernel, gamma=10, decision_function_shape='ovr')  # ovr:一对多策略
    classifier.fit(train_data, train_label.ravel())  # ravel函数在降维时默认是行序优先
    # 计算svc分类器的准确率
    print("训练集：", classifier.score(train_data, train_label))
    print("测试集：", classifier.score(test_data, test_label))


if __name__ == '__main__':
    print('yale: ')
    classify(yale_path, KERNEL[0])
    print('-----------------')
    print('lung: ')
    classify(lung_path, KERNEL[0])
    print('-----------------')
    print('minist: ')
    classify(minist_path, KERNEL[0])

三、结果

（1）acc结果对比

数据/方法	minist	lung	yale
svm	0.904	0.955	0.709

（2）结果分析

• 通过实验可以发现由于lung数据集的数据量最大，标签类别只有5，因此每一类标签的训练数据集较大，因此结果较高，可以到百分之九十，yale数据量小，标签类别为15，因此每一类标签的训练数据集较小，结果也相对较差。可以通过优化模型，或者增加数据记得方式来提高精确度。

（3）控制台输出

yale: 
训练集： 1.0
测试集： 0.7090909090909091
-----------------
lung: 
训练集： 1.0
测试集： 0.9558823529411765
-----------------
minist: 
训练集： 1.0
测试集： 0.9049049049049049

五、参考：

支持向量机通俗导论（理解SVM的三层境界）---------大佬的svm原理详细讲解，一千多个赞，百万阅读，啥也不说了
Svm算法原理及实现---------对svm原理进行了讲解，并手写了svm的训练函数和测试函数
【机器学习】python使用支持向量机SVM--------博主以鸢尾花数据集对鸢尾花数据集的两个特征作svm并绘图
SVM基本概要与sklearn.svm.svc 参数说明
SVM支持向量机-核函数（6）--------各个核函数及其python实现
Python sklearn SVM自定义核实现和所遇到的问题及解决（完整代码）