分类预测|基于麻雀优化支持向量机的Adaboost集成的数据分类预测Matlab程序SSA-SVM-Adaboost
文章目录
- 一、基本原理
- SSA-SVM-Adaboost 分类预测原理和流程
- 总结
- 二、实验结果
- 三、核心代码
- 四、代码获取
- 五、总结
一、基本原理
SSA-SVM-Adaboost 分类预测原理和流程
1. 麻雀优化算法（SSA）
原理：
- 麻雀优化算法（SSA）：一种群体智能优化算法，模拟麻雀觅食行为。主要特点是高效、适应性强、易于实现。
- 过程：
- 个体位置更新：麻雀个体的位置根据觅食行为和环境信息进行更新。
- 觅食行为：模拟麻雀的觅食行为来探索解空间，寻找最优解。
- 适应度评估：根据目标函数评估每个麻雀个体的位置优劣。
应用：
- 在SSA-SVM-Adaboost中，SSA用于优化支持向量机（SVM）的超参数，如惩罚参数和核函数参数。
2. 支持向量机（SVM）
原理：
- SVM：一种监督学习模型，用于分类和回归任务。通过构建一个最佳的超平面将不同类别的样本分开。
- 结构：
- 超平面：在特征空间中将样本分类的界限。
- 支持向量：在决策边界附近的样本点，用于构建和优化超平面。
- 核函数：用于将数据映射到更高维空间，以处理非线性分类问题。
应用：
- SVM用于构建分类模型，将数据点分为不同的类别，并通过训练得到最优的分类超平面。
3. AdaBoost
原理：
- AdaBoost（Adaptive Boosting）：一种集成学习方法，通过加权组合多个弱分类器形成一个强分类器。
- 过程：
- 训练弱分类器：依次训练一系列简单的分类器（弱分类器），每个分类器关注前一个分类器错误分类的样本。
- 加权更新：每个弱分类器的权重和样本的权重根据分类器的性能进行调整。
- 加权投票：将多个弱分类器的预测结果进行加权投票，得到最终的分类结果。
应用：
- AdaBoost用于提高分类模型的准确率，通过组合多个弱分类器来减少预测误差。
4. SSA-SVM-Adaboost模型流程
-
数据预处理：
- 数据清洗：处理缺失值、异常值等。
- 特征选择/提取：选择相关特征或进行特征提取。
- 标准化：对数据进行标准化处理，以确保模型的稳定性和有效性。
-
超参数优化（SSA）：
- 定义优化目标：例如SVM分类的准确率或交叉验证中的表现。
- 初始化：设置SSA算法的初始参数，包括个体数量和迭代次数。
- 个体更新：模拟麻雀的觅食行为来更新个体位置，探索超参数空间。
- 适应度评估：使用SVM在训练集上的性能（如准确率）来评估每个个体。
- 最优解选择：根据适应度评估选择最佳超参数组合。
-
SVM模型训练：
- 超参数配置：使用SSA优化得到的超参数配置（如惩罚参数、核函数类型等）。
- 训练模型：在训练集上训练SVM模型，优化分类超平面。
- 模型验证：使用交叉验证等方法验证SVM模型的性能。
-
AdaBoost集成：
- 训练弱分类器：使用SVM作为基础分类器，训练多个弱分类器。
- 调整权重：根据每个弱分类器的表现更新样本权重和分类器权重。
- 组合分类器：将多个弱分类器的结果加权组合，形成最终的强分类器。
-
模型预测和评估：
- 预测：用训练好的SSA-SVM-Adaboost模型对测试集进行预测。
- 评估：使用准确率、F1分数、混淆矩阵等指标评估模型性能。
-
结果分析和调整：
- 分析结果：评估模型在各个指标上的表现，进行详细分析。
- 调整优化：根据评估结果对模型进行调整，必要时重新进行超参数优化和模型训练。
总结
SSA-SVM-Adaboost模型结合了麻雀优化算法（SSA）、支持向量机（SVM）和AdaBoost集成学习方法。SSA用于优化SVM的超参数，SVM用于构建分类模型，AdaBoost通过集成多个弱分类器提高分类性能。整个流程包括数据预处理、超参数优化、SVM训练、AdaBoost集成、模型预测和评估，旨在实现高效且准确的分类预测。
二、实验结果
SSA-SVM-Adaboost分类结果
三、核心代码
%% 导入数据
res = xlsread('数据集.xlsx');
%% 分析数据
num_class = length(unique(res(:, end))); % 类别数（Excel最后一列放类别）
num_res = size(res, 1); % 样本数（每一行，是一个样本）
num_size = 0.7; % 训练集占数据集的比例
res = res(randperm(num_res), :); % 打乱数据集（不打乱数据时，注释该行）
%% 设置变量存储数据
P_train = []; P_test = [];
T_train = []; T_test = [];
%% 划分数据集
for i = 1 : num_class
mid_res = res((res(:, end) == i), :); % 循环取出不同类别的样本
mid_size = size(mid_res, 1); % 得到不同类别样本个数
mid_tiran = round(num_size * mid_size); % 得到该类别的训练样本个数
P_train = [P_train; mid_res(1: mid_tiran, 1: end - 1)]; % 训练集输入
T_train = [T_train; mid_res(1: mid_tiran, end)]; % 训练集输出
P_test = [P_test; mid_res(mid_tiran + 1: end, 1: end - 1)]; % 测试集输入
T_test = [T_test; mid_res(mid_tiran + 1: end, end)]; % 测试集输出
end
%% 数据转置
P_train = P_train'; P_test = P_test';
T_train = T_train'; T_test = T_test';
%% 得到训练集和测试样本个数
M = size(P_train, 2);
N = size(P_test , 2);
%% 数据归一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input);
t_train = T_train;
t_test = T_test ;
四、代码获取
私
五、总结
包括但不限于
优化BP神经网络，深度神经网络DNN，极限学习机ELM，鲁棒极限学习机RELM，核极限学习机KELM，混合核极限学习机HKELM，支持向量机SVR，相关向量机RVM，最小二乘回归PLS，最小二乘支持向量机LSSVM，LightGBM，Xgboost，RBF径向基神经网络，概率神经网络PNN，GRNN，Elman，随机森林RF，卷积神经网络CNN，长短期记忆网络LSTM，BiLSTM，GRU，BiGRU，TCN，BiTCN，CNN-LSTM，TCN-LSTM，BiTCN-BiGRU，LSTM–Attention，VMD–LSTM，PCA–BP等等
用于数据的分类，时序，回归预测。
多特征输入，单输出，多输出
