模式识别实验报告(二)
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1)1实验目的
通过实际编程操作,实现对课堂上所学习的BP神经网络、SVM支持向量机和决策树这三种方法的应用,加深理解,同时锻炼自己的动手实践能力。
2)2实验内容
本次实验提供的样本数据有149个,每个数据提取5个特征,即身高、体重、是否喜欢数学、是否喜欢文学及是否喜欢运动,分别将样本数据用于对BP神经网络分类器、SVM支持向量机和决策树训练,用测试数据测试分类器的效果,采用交叉验证的方式实现对于性能指标的评判。具体要求如下:
BP神经网络--自行编写代码完成后向传播算法,采用交叉验证的方式实现对于性能指标的评判(包含SE,SP,ACC和AUC,AUC的计算可以基于平台的软件包);
SVM支持向量机--采用平台提供的软件包进行分类器的设计以及测试,尝试不同的核函数设计分类器,采用交叉验证的方式实现对于性能指标的评判;
决策树--采用平台提供的软件包进行分类器的设计以及测试,采用交叉验证的方式实现对于性能指标的评判(包含SE,SP,ACC和AUC,AUC的计算基于平台的软件包)。
3)3实验平台
专业研究方向为图像处理,用的较多的编程语言为C++,因此此次程序编写用的平台是VisualStudio及opencv,其中的BP神经网络为自己独立编写, SVM支持向量机和决策树通
过调用Opencv3.0库中相应的库函数并进行相应的配置进行实现。将Excel中的119个数据作为样本数据,其余30个作为分类器性能的测试数据。
4)4实验过程与结果分析
4.1基于BP神经网络的分类器设计
未识别的网络 BP神经网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程学习规则是使用梯度下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hidden layer)和输出层(output layer)。
在独自设计的BP神经中,激励函数采用sigmod函数,输入层节点个数为5,一个隐层并且节点数为5,输出节点数为1个,通过读取excel中相应的特征数据,进行训练,再用测试数据进行测试。如图4-1为所设计的BP类。