基于matlab实现AdaBoost数据分类

简介: 基于matlab实现AdaBoost数据分类

✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。

🍎个人主页:Matlab科研工作室

🍊个人信条:格物致知。

更多Matlab仿真内容点击👇

智能优化算法       神经网络预测       雷达通信      无线传感器        电力系统

信号处理              图像处理               路径规划       元胞自动机        无人机

⛄ 内容介绍

在不平衡数据集中,由于少类样本和多类样本的不平衡,在分类过程中容易产生难以分类和错误分类的现象.针对不平衡数据集的分类特点,设计出一种组合分类器,适用于不平衡数据集的分类

⛄ 完整代码

%% -------------------------------------------------------------------

% Descrption : AdaBoost Classification Demo


% Reference : http://staff.ustc.edu.cn/~xjchen99/teaching/ImageUnderstanding/Robust%20real-time%20face%20detection.ppt

%% -------------------------------------------------------------------

function adaboostDemo

close all

clear all

clc


%% Settings

weakLearnerNum = 16; % how many weak classifiers will learn during AdaBoost training

displayTrainingProcess = 1; % whether display training process


%% generate samples

r = sqrt(rand(100,1)); % radius

t = 2*pi*rand(100,1); % angle

positive = [r.*cos(t), r.*sin(t)];


r = sqrt(3*rand(100,1)+1); % radius

t = 2*pi*rand(100,1); % angle

negative = [r.*cos(t), r.*sin(t)];


figure(1)

hold on

plot(positive(:,1),positive(:,2),'.r')

plot(negative(:,1),negative(:,2),'.b')

ezpolar(@(x)1);ezpolar(@(x)2);

axis equal

hold off


%% AdaBoost training process

data = [positive; negative];

labels = [ones(size(positive,1),1); -ones(size(negative,1),1)];

weights = [ones(size(positive,1),1) ./ (2*size(positive,1)); ones(size(negative,1),1) ./ (2*size(negative,1))];

weakLearners = zeros(weakLearnerNum,4); % [dimension, threshold, polarity, errorRate]

for t = 1 : weakLearnerNum

   % re-normalize the weights

   weights = weights ./ sum(weights);

   % select best classifier

   [dimension, threshold, polarity, errorRate] = selectBestClassifier(data, labels, weights);

   % update sample weights

   weights = updateSampleWeights(data, labels, weights, dimension, threshold, polarity, errorRate, displayTrainingProcess);

   % load weak classifier

   weakLearners(t,:) = [dimension, threshold, polarity, errorRate];

end


%% AdaBoosting predict process

figure(3)

hold on

for i = 1 : size(data,1)

   % classify by weak classifiers

   x = data(i,:);

   if adaboostingPredict(x, weakLearners) == 1

       plot(x(1), x(2), '.r');

   else

       plot(x(1), x(2), '.b');

   end

end

ezpolar(@(x)1);ezpolar(@(x)2);

axis equal

hold off


%% Classify sample

function label = adaboostingPredict(x, weakLearners)

dimensions = weakLearners(:,1);

thresholds = weakLearners(:,2);

polarities = weakLearners(:,3);

errorRates = weakLearners(:,4);

beta = errorRates ./ (1-errorRates);

alpha = log(1./beta);

features = x(dimensions);

hypothesis = (polarities' .* features)' < (polarities .* thresholds);

label = (alpha' * hypothesis) > (sum(alpha) * 0.5);


%% Update samples weights

function weights = updateSampleWeights(data, labels, weights, dimension, threshold, polarity, errorRate, displayTrainingProcess)

% classify data by current threshold

positive = find(polarity.*data(:,dimension) < polarity*threshold);

negative = find(polarity.*data(:,dimension) >= polarity*threshold);

% find the correct samples

positive(find(labels(positive) ~= 1)) = [];

negative(find(labels(negative) ~= -1)) = [];

corrects = [positive; negative];

weights(corrects) = weights(corrects) .* (errorRate / (1-errorRate));

% plot current weak classifier and weighted samples

if displayTrainingProcess == 1

   figure(2)

   clf(figure(2),'reset')

   hold on

   for i = 1 : size(data,1)

       color = 'y'; % default : incorrect classfied samples

       if ~isempty(find(positive == i)) % correct classified positive samples

           color = 'r';

       end

       if ~isempty(find(negative == i)) % correct classified negative samples

           color = 'b';

       end

       plot(data(i,1), data(i,2), 'o', 'MarkerEdgeColor', 'k', 'MarkerFaceColor', color, 'MarkerSize', weights(i)*size(data,1)*10);

   end

   if dimension == 1

       line([threshold, threshold], [-2, 2], 'LineWidth', 4, 'Color', [.8 .8 .8])

   else

       line([-2, 2], [threshold, threshold], 'LineWidth', 4, 'Color', [.8 .8 .8])

   end

   ezpolar(@(x)1);ezpolar(@(x)2);

   axis equal

   hold off

   pause

end


%% Select best classifier

function [bestDim, bestThreshold, bestPolarity, bestErrorRate] = selectBestClassifier(data, labels, weights)

bestDim = 0;

bestThreshold = 0;

bestPolarity = 0;

bestErrorRate = sum(weights);

for dim = 1 : size(data,2)

   [threshold, polarity, errorRate] = buildFeatureClassifier(data(:,dim), labels, weights);

   if errorRate <= bestErrorRate

       bestDim = dim;

       bestThreshold = threshold;

       bestPolarity = polarity;

       bestErrorRate = errorRate;

   end

end


%% Build feature classifier

function [bestThreshold, bestPolarity, bestErrorRate] = buildFeatureClassifier(data, labels, weights)

bestThreshold = 0;

bestPolarity = 0;

bestErrorRate = sum(weights);

% sort data

[data, index] = sort(data);

labels = labels(index);

weights = weights(index);

% generate possible splitters

splitters = data(1:end-1) + 0.5 * (data(2:end) - data(1:end-1));

for i = 1 : size(splitters,1)

   threshold = splitters(i);

   for polarity = -1 : 2 : 1 % polarity is (+) / (-)

       positive = find(polarity.*data < polarity*threshold);

       negative = find(polarity.*data >= polarity*threshold);

       positive(find(labels(positive) == 1)) = []; % dimiss correct samples

       negative(find(labels(negative) == -1)) = [];

       incorrects = [positive; negative];

       errorRate = sum(weights(incorrects));

       if errorRate <= bestErrorRate

           bestThreshold = threshold;

           bestPolarity = polarity;

           bestErrorRate = errorRate;

       end

   end

end

⛄ 运行结果


⛄ 参考文献

[1]董庆伟. "基于Adaboost算法的不平衡数据集分类效果研究." 长春师范大学学报 41.6(2022):4.

❤️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



相关文章
|
4月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
基于改进K-means的网络数据聚类算法matlab仿真
**摘要:** K-means聚类算法分析,利用MATLAB2022a进行实现。算法基于最小化误差平方和,优点在于简单快速,适合大数据集,但易受初始值影响。文中探讨了该依赖性并通过实验展示了随机初始值对结果的敏感性。针对传统算法的局限,提出改进版解决孤点影响和K值选择问题。代码中遍历不同K值,计算距离代价,寻找最优聚类数。最终应用改进后的K-means进行聚类分析。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
m基于PSO-LSTM粒子群优化长短记忆网络的电力负荷数据预测算法matlab仿真
在MATLAB 2022a中,应用PSO优化的LSTM模型提升了电力负荷预测效果。优化前预测波动大,优化后预测更稳定。PSO借鉴群体智能,寻找LSTM超参数(如学习率、隐藏层大小)的最优组合,以最小化误差。LSTM通过门控机制处理序列数据。代码显示了模型训练、预测及误差可视化过程。经过优化,模型性能得到改善。
105 6
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法 计算机视觉
基于CNN卷积神经网络的金融数据预测matlab仿真,带GUI界面,对比BP,RBF,LSTM
这是一个基于MATLAB2022A的金融数据预测仿真项目,采用GUI界面,比较了CNN、BP、RBF和LSTM四种模型。CNN和LSTM作为深度学习技术,擅长序列数据预测,其中LSTM能有效处理长序列。BP网络通过多层非线性变换处理非线性关系,而RBF网络利用径向基函数进行函数拟合和分类。项目展示了不同模型在金融预测领域的应用和优势。
|
6月前
|
机器学习/深度学习 算法
m基于GA-GRU遗传优化门控循环单元网络的电力负荷数据预测算法matlab仿真
在MATLAB 2022a中,一个基于遗传算法优化的GRU网络展示显著优化效果。优化前后的电力负荷预测图表显示了改进的预测准确性和效率。GRU,作为RNN的一种形式,解决了长期依赖问题,而遗传算法用于优化其超参数,如学习率和隐藏层单元数。核心MATLAB程序执行超过30分钟,通过迭代和适应度评估寻找最佳超参数,最终构建优化的GRU模型进行负荷预测,结果显示预测误差和模型性能的提升。
184 4
|
6月前
|
机器学习/深度学习 传感器 数据可视化
MATLAB用深度学习长短期记忆 (LSTM) 神经网络对智能手机传感器时间序列数据进行分类
MATLAB用深度学习长短期记忆 (LSTM) 神经网络对智能手机传感器时间序列数据进行分类
MATLAB用深度学习长短期记忆 (LSTM) 神经网络对智能手机传感器时间序列数据进行分类
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法
基于蛙跳优化的神经网络数据预测matlab仿真
使用MATLAB2022a,应用蛙跳优化算法(SFLA)调整神经网络权重,提升预测精度,输出预测曲线。神经网络结合输入、隐藏和输出层进行预测,蛙跳算法模仿蛙群觅食行为优化权重和阈值。算法流程包括蛙群初始化、子群划分、局部搜索及适应度更新,直至满足停止条件。优化后的神经网络能提升预测性能。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法
m基于PSO-GRU粒子群优化长门控循环单元网络的电力负荷数据预测算法matlab仿真
摘要: 在MATLAB 2022a中,对比了电力负荷预测算法优化前后的效果。优化前为&quot;Ttttttt111222&quot;,优化后为&quot;Tttttttt333444&quot;,明显改进体现为&quot;Tttttttttt5555&quot;。该算法结合了粒子群优化(PSO)和长门控循环单元(GRU)网络,利用PSO优化GRU的超参数,提升预测准确性和稳定性。PSO模仿鸟群行为寻找最优解,而GRU通过更新门和重置门处理长期依赖问题。核心MATLAB程序展示了训练和预测过程,包括使用&#39;adam&#39;优化器和超参数调整,最终评估并保存预测结果。
54 0
|
6月前
|
计算机视觉
MATLAB用Lasso回归拟合高维数据和交叉验证
MATLAB用Lasso回归拟合高维数据和交叉验证
|
6月前
|
机器学习/深度学习 数据可视化 网络架构
Matlab用深度学习循环神经网络RNN长短期记忆LSTM进行波形时间序列数据预测
Matlab用深度学习循环神经网络RNN长短期记忆LSTM进行波形时间序列数据预测
|
6月前
|
SQL 移动开发 算法
MATLAB改进模糊C均值聚类FCM在电子商务信用评价应用:分析淘宝网店铺数据|数据分享
MATLAB改进模糊C均值聚类FCM在电子商务信用评价应用:分析淘宝网店铺数据|数据分享

热门文章

最新文章

下一篇
无影云桌面