一区向量加权算法优化INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机多特征分类预测
摘要:近年来,深度学习技术在各个领域取得了显著进展,尤其是在图像识别、自然语言处理等领域。然而,深度学习模型往往需要大量的计算资源和时间进行训练,且容易受到过拟合的影响。本文提出了一种基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法。该方法首先利用INFO-CNN提取图像的深层特征,然后结合其他类型特征形成多特征向量。接着,采用一区向量加权算法对不同
✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,擅长数据处理、建模仿真、程序设计、完整代码获取、论文复现及科研仿真。
🍎个人主页:Matlab科研工作室
🍊个人信条:格物致知。
🔥 内容介绍
摘要:近年来,深度学习技术在各个领域取得了显著进展,尤其是在图像识别、自然语言处理等领域。然而,深度学习模型往往需要大量的计算资源和时间进行训练,且容易受到过拟合的影响。本文提出了一种基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法。该方法首先利用INFO-CNN提取图像的深层特征,然后结合其他类型特征形成多特征向量。接着,采用一区向量加权算法对不同类型的特征进行加权,以突出重要特征,降低噪声干扰。最后,将加权后的多特征向量输入到支持向量机进行分类预测。实验结果表明,该方法能够有效地提高分类预测的准确率和鲁棒性,尤其在小样本数据集上表现出优越性。
引言
分类预测是模式识别领域的一项核心任务,广泛应用于图像分类、文本分类、语音识别等领域。传统的分类方法主要依赖于手工设计的特征,例如SIFT、HOG等。这些特征虽然在某些特定场景下表现良好,但缺乏通用性和鲁棒性。近年来,深度学习技术的兴起为分类预测带来了新的机遇。卷积神经网络(CNN)作为深度学习的代表性模型之一,能够自动学习图像的深层特征,并在图像识别领域取得了突破性进展。
然而,单纯依赖CNN进行分类预测也存在一些问题。首先,CNN模型通常需要大量的训练数据才能达到理想的性能,在小样本数据集上容易出现过拟合现象。其次,CNN模型的计算复杂度较高,训练时间较长。此外,CNN模型提取的特征往往较为单一,缺乏对其他类型特征的有效利用。
为了克服上述问题,本文提出了一种基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法。该方法综合利用了CNN的深层特征提取能力和支持向量机(SVM)的良好泛化性能,并通过一区向量加权算法对不同类型的特征进行优化,从而提高分类预测的准确率和鲁棒性。
相关工作
2.1 卷积神经网络 (CNN)
CNN是一种专门用于处理具有类似网格结构数据的深度学习模型,例如图像、语音和文本。CNN通过卷积层、池化层和全连接层等结构,能够自动学习数据的深层特征。卷积层通过卷积核对输入数据进行卷积操作,提取局部特征。池化层通过对局部区域进行下采样,降低特征的维度,并提高模型的鲁棒性。全连接层将提取的特征映射到类别空间,进行分类预测。常见的CNN模型包括AlexNet、
✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,擅长数据处理、建模仿真、程序设计、完整代码获取、论文复现及科研仿真。
🍎个人主页:Matlab科研工作室
🍊个人信条:格物致知。
🔥 内容介绍
摘要:近年来,深度学习技术在各个领域取得了显著进展,尤其是在图像识别、自然语言处理等领域。然而,深度学习模型往往需要大量的计算资源和时间进行训练,且容易受到过拟合的影响。本文提出了一种基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法。该方法首先利用INFO-CNN提取图像的深层特征,然后结合其他类型特征形成多特征向量。接着,采用一区向量加权算法对不同类型的特征进行加权,以突出重要特征,降低噪声干扰。最后,将加权后的多特征向量输入到支持向量机进行分类预测。实验结果表明,该方法能够有效地提高分类预测的准确率和鲁棒性,尤其在小样本数据集上表现出优越性。
引言
分类预测是模式识别领域的一项核心任务,广泛应用于图像分类、文本分类、语音识别等领域。传统的分类方法主要依赖于手工设计的特征,例如SIFT、HOG等。这些特征虽然在某些特定场景下表现良好,但缺乏通用性和鲁棒性。近年来,深度学习技术的兴起为分类预测带来了新的机遇。卷积神经网络(CNN)作为深度学习的代表性模型之一,能够自动学习图像的深层特征,并在图像识别领域取得了突破性进展。
然而,单纯依赖CNN进行分类预测也存在一些问题。首先,CNN模型通常需要大量的训练数据才能达到理想的性能,在小样本数据集上容易出现过拟合现象。其次,CNN模型的计算复杂度较高,训练时间较长。此外,CNN模型提取的特征往往较为单一,缺乏对其他类型特征的有效利用。
为了克服上述问题,本文提出了一种基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法。该方法综合利用了CNN的深层特征提取能力和支持向量机(SVM)的良好泛化性能,并通过一区向量加权算法对不同类型的特征进行优化,从而提高分类预测的准确率和鲁棒性。
相关工作
2.1 卷积神经网络 (CNN)
CNN是一种专门用于处理具有类似网格结构数据的深度学习模型,例如图像、语音和文本。CNN通过卷积层、池化层和全连接层等结构,能够自动学习数据的深层特征。卷积层通过卷积核对输入数据进行卷积操作,提取局部特征。池化层通过对局部区域进行下采样,降低特征的维度,并提高模型的鲁棒性。全连接层将提取的特征映射到类别空间,进行分类预测。常见的CNN模型包括AlexNet、VGGNet、ResNet、InceptionNet等。
2.2 支持向量机 (SVM)
SVM是一种基于统计学习理论的分类器,其核心思想是寻找一个最优超平面,将不同类别的样本分隔开,并使样本到超平面的距离最大化。SVM具有良好的泛化性能,尤其在小样本数据集上表现出优越性。SVM可以处理线性可分和线性不可分问题,对于线性不可分问题,可以通过核函数将数据映射到高维空间,使其线性可分。常见的核函数包括线性核、多项式核、高斯核等。
2.3 多特征融合
多特征融合是指将不同类型的特征进行组合,以提高分类预测的性能。常见的多特征融合方法包括:
-
特征级融合: 将不同类型的特征向量直接连接起来,形成一个更长的特征向量。
-
决策级融合: 分别使用不同的分类器对不同类型的特征进行分类,然后将分类结果进行组合,例如采用投票法或加权平均法。
多特征融合能够有效地利用不同类型的特征,提高模型的鲁棒性和泛化性能。
3. 方法描述
本文提出的基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法主要包括以下几个步骤:
3.1 特征提取
-
INFO-CNN特征提取: 使用预训练的INFO-CNN模型提取图像的深层特征。INFO-CNN是一种基于改进Inception结构的CNN模型,具有更强的特征提取能力。
-
其他特征提取: 提取图像的其他类型特征,例如颜色直方图、纹理特征(例如LBP、HOG)等。
3.2 特征融合
将INFO-CNN提取的深层特征与其他类型特征进行融合,形成一个多特征向量。可以采用特征级融合的方式,将不同类型的特征向量直接连接起来。
3.3 一区向量加权算法优化
针对不同类型的特征对分类预测的贡献度不同的问题,本文提出了一种一区向量加权算法对多特征向量进行优化。具体步骤如下:
-
特征归一化: 将不同类型的特征进行归一化处理,例如采用Z-Score归一化或Min-Max归一化,使其具有相同的尺度。
-
计算权重: 将特征向量分为多个区域(本文称为“一区”),例如可以将每个特征维度视为一个“一区”。计算每个“一区”的贡献度,贡献度可以基于信息增益、方差贡献率等指标进行衡量。
-
加权: 根据每个“一区”的贡献度,对该区域内的特征进行加权。贡献度高的区域赋予较高的权重,贡献度低的区域赋予较低的权重。
通过一区向量加权算法,可以突出重要特征,降低噪声干扰,从而提高分类预测的准确率。
3.4 SVM分类预测
将加权后的多特征向量输入到SVM进行分类预测。选择合适的核函数和参数,对SVM进行训练。训练完成后,利用训练好的SVM模型对新的样本进行分类预测。
⛳️ 运行结果
🔗 参考文献
🎈 部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除
👇 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料
🌿 往期回顾可以关注主页,点击搜索
🏆团队擅长辅导定制多种科研领域MATLAB仿真,助力科研梦:
🌈 各类智能优化算法改进及应用
生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化、背包问题、 风电场布局、时隙分配优化、 最佳分布式发电单元分配、多阶段管道维修、 工厂-中心-需求点三级选址问题、 应急生活物质配送中心选址、 基站选址、 道路灯柱布置、 枢纽节点部署、 输电线路台风监测装置、 集装箱调度、 机组优化、 投资优化组合、云服务器组合优化、 天线线性阵列分布优化、CVRP问题、VRPPD问题、多中心VRP问题、多层网络的VRP问题、多中心多车型的VRP问题、 动态VRP问题、双层车辆路径规划(2E-VRP)、充电车辆路径规划(EVRP)、油电混合车辆路径规划、混合流水车间问题、 订单拆分调度问题、 公交车的调度排班优化问题、航班摆渡车辆调度问题、选址路径规划问题、港口调度、港口岸桥调度、停机位分配、机场航班调度、泄漏源定位
🌈 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维
2.1 bp时序、回归预测和分类
2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类
2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类
2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类
2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类
2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类
2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类
2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类
2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类
2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类
2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测
2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类
2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类
2.14 PNN脉冲神经网络分类
2.15 模糊小波神经网络预测和分类
2.16 时序、回归预测和分类
2.17 时序、回归预测预测和分类
2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类
2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类
方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断
🌈图像处理方面
图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知
🌈 路径规划方面
旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、 充电车辆路径规划(EVRP)、 双层车辆路径规划(2E-VRP)、 油电混合车辆路径规划、 船舶航迹规划、 全路径规划规划、 仓储巡逻
🌈 无人机应用方面
无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化、车辆协同无人机路径规划
🌈 通信方面
传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化、水声通信、通信上传下载分配
🌈 信号处理方面
信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化、心电信号、DOA估计、编码译码、变分模态分解、管道泄漏、滤波器、数字信号处理+传输+分析+去噪、数字信号调制、误码率、信号估计、DTMF、信号检测
🌈电力系统方面
微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置、有序充电、MPPT优化、家庭用电
🌈 元胞自动机方面
交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长 金属腐蚀
🌈 雷达方面
卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合、SOC估计、阵列优化、NLOS识别
🌈 车间调度
零等待流水车间调度问题NWFSP 、 置换流水车间调度问题PFSP、 混合流水车间调度问题HFSP 、零空闲流水车间调度问题NIFSP、分布式置换流水车间调度问题 DPFSP、阻塞流水车间调度问题BFSP
👇
VGGNet、ResNet、InceptionNet等。
2.2 支持向量机 (SVM)
SVM是一种基于统计学习理论的分类器,其核心思想是寻找一个最优超平面,将不同类别的样本分隔开,并使样本到超平面的距离最大化。SVM具有良好的泛化性能,尤其在小样本数据集上表现出优越性。SVM可以处理线性可分和线性不可分问题,对于线性不可分问题,可以通过核函数将数据映射到高维空间,使其线性可分。常见的核函数包括线性核、多项式核、高斯核等。
2.3 多特征融合
多特征融合是指将不同类型的特征进行组合,以提高分类预测的性能。常见的多特征融合方法包括:
-
特征级融合: 将不同类型的特征向量直接连接起来,形成一个更长的特征向量。
-
决策级融合: 分别使用不同的分类器对不同类型的特征进行分类,然后将分类结果进行组合,例如采用投票法或加权平均法。
多特征融合能够有效地利用不同类型的特征,提高模型的鲁棒性和泛化性能。
3. 方法描述
本文提出的基于一区向量加权算法优化的INFO-CNN-SVM卷积神经网络结合支持向量机的多特征分类预测方法主要包括以下几个步骤:
3.1 特征提取
-
INFO-CNN特征提取: 使用预训练的INFO-CNN模型提取图像的深层特征。INFO-CNN是一种基于改进Inception结构的CNN模型,具有更强的特征提取能力。
-
其他特征提取: 提取图像的其他类型特征,例如颜色直方图、纹理特征(例如LBP、HOG)等。
3.2 特征融合
将INFO-CNN提取的深层特征与其他类型特征进行融合,形成一个多特征向量。可以采用特征级融合的方式,将不同类型的特征向量直接连接起来。
3.3 一区向量加权算法优化
针对不同类型的特征对分类预测的贡献度不同的问题,本文提出了一种一区向量加权算法对多特征向量进行优化。具体步骤如下:
-
特征归一化: 将不同类型的特征进行归一化处理,例如采用Z-Score归一化或Min-Max归一化,使其具有相同的尺度。
-
计算权重: 将特征向量分为多个区域(本文称为“一区”),例如可以将每个特征维度视为一个“一区”。计算每个“一区”的贡献度,贡献度可以基于信息增益、方差贡献率等指标进行衡量。
-
加权: 根据每个“一区”的贡献度,对该区域内的特征进行加权。贡献度高的区域赋予较高的权重,贡献度低的区域赋予较低的权重。
通过一区向量加权算法,可以突出重要特征,降低噪声干扰,从而提高分类预测的准确率。
3.4 SVM分类预测
将加权后的多特征向量输入到SVM进行分类预测。选择合适的核函数和参数,对SVM进行训练。训练完成后,利用训练好的SVM模型对新的样本进行分类预测。
⛳️ 运行结果
🔗 参考文献
🎈 部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除
👇 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料
🌿 往期回顾可以关注主页,点击搜索
🏆团队擅长辅导定制多种科研领域MATLAB仿真,助力科研梦:
🌈 各类智能优化算法改进及应用
生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化、背包问题、 风电场布局、时隙分配优化、 最佳分布式发电单元分配、多阶段管道维修、 工厂-中心-需求点三级选址问题、 应急生活物质配送中心选址、 基站选址、 道路灯柱布置、 枢纽节点部署、 输电线路台风监测装置、 集装箱调度、 机组优化、 投资优化组合、云服务器组合优化、 天线线性阵列分布优化、CVRP问题、VRPPD问题、多中心VRP问题、多层网络的VRP问题、多中心多车型的VRP问题、 动态VRP问题、双层车辆路径规划(2E-VRP)、充电车辆路径规划(EVRP)、油电混合车辆路径规划、混合流水车间问题、 订单拆分调度问题、 公交车的调度排班优化问题、航班摆渡车辆调度问题、选址路径规划问题、港口调度、港口岸桥调度、停机位分配、机场航班调度、泄漏源定位
🌈 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维
2.1 bp时序、回归预测和分类
2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类
2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类
2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类
2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类
2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类
2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类
2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类
2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类
2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类
2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测
2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类
2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类
2.14 PNN脉冲神经网络分类
2.15 模糊小波神经网络预测和分类
2.16 时序、回归预测和分类
2.17 时序、回归预测预测和分类
2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类
2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类
方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断
🌈图像处理方面
图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知
🌈 路径规划方面
旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、 充电车辆路径规划(EVRP)、 双层车辆路径规划(2E-VRP)、 油电混合车辆路径规划、 船舶航迹规划、 全路径规划规划、 仓储巡逻
🌈 无人机应用方面
无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化、车辆协同无人机路径规划
🌈 通信方面
传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化、水声通信、通信上传下载分配
🌈 信号处理方面
信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化、心电信号、DOA估计、编码译码、变分模态分解、管道泄漏、滤波器、数字信号处理+传输+分析+去噪、数字信号调制、误码率、信号估计、DTMF、信号检测
🌈电力系统方面
微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置、有序充电、MPPT优化、家庭用电
🌈 元胞自动机方面
交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长 金属腐蚀
🌈 雷达方面
卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合、SOC估计、阵列优化、NLOS识别
🌈 车间调度
零等待流水车间调度问题NWFSP 、 置换流水车间调度问题PFSP、 混合流水车间调度问题HFSP 、零空闲流水车间调度问题NIFSP、分布式置换流水车间调度问题 DPFSP、阻塞流水车间调度问题BFSP
👇
更多推荐
所有评论(0)