利用K-NN通过PCA进行图片分类

本文介绍了一个使用K-NN算法并通过PCA降维处理CIFAR-10数据集前1000个图片的小项目。数据已划分为训练集和测试集,并将RGB图像转换为灰度图,接着进行PCA操作,最后应用K-NN进行分类。项目代码可在github上找到。

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这是一个小项目,用K-NN通过PCA进行图片分类。

首先惯例,破竹先放出github

数据是用cifar-10的第一个batch的前1000个图片

    K    = int(sys.argv[1])
    D    = int(sys.argv[2])
    N    = int(sys.argv[3])
    file = sys.argv[4]

分别代表:k个邻居,PCA降到d维,0到n是test,n到1000是train

upload数据分好train和test

#extract the data from data_batch_1
def unpickle(file):
    import pickle
    with open(file, 'rb') as fo:
        dict = pickle.load(fo, encoding='latin1')
    return dict

#divide train set and test set
def divide_train_and_test(dict, n):
    data         = dict['data']
    data_test    = data[ : n]
    data_test    = data_test.reshape(n, 3, 32, 32).transpose(0, 2, 3, 1).astype("float")
    data_train   = data[n : 1000]
    data_train   = data_train.reshape(1000 - n, 3, 32, 32).transpose(0, 2, 3, 1).astype("float")
    labels       = dict['labels']
    labels_test  = np.array(labels[ : n])
    labels_train = np.array(labels[n : 1000])
    return data_test, data_train, labels_test, labels_train

然后从RGB变成灰度图

### 回答1: Matlab 中有很多已经封装好的函数可以用来做图片分类。下面是一个简单的代码示例: ``` % 加载数据集 imds = imageDatastore('path\to\your\images','IncludeSubfolders',true,'LabelSource','foldernames'); % 划分数据集 [imdsTrain,imdsValidation] = splitEachLabel(imds,0.7,'randomized'); % 构建卷积神经网络模型 layers = [ imageInputLayer([28 28 1]) convolution2dLayer(3,8,'Padding','same') batchNormalizationLayer reluLayer maxPooling2dLayer(2,'Stride',2) convolution2dLayer(3,16,'Padding','same') batchNormalizationLayer reluLayer maxPooling2dLayer(2,'Stride',2) convolution2dLayer(3,32,'Padding','same') batchNormalizationLayer reluLayer fullyConnectedLayer(10) softmaxLayer classificationLayer]; options = trainingOptions('sgdm', ... 'InitialLearnRate',0.01, ... 'MaxEpochs',4, ... 'Shuffle','every-epoch', ... 'ValidationData',imdsValidation, ... 'ValidationFrequency',30, ... 'Verbose',false, ... 'Plots','training-progress'); % 训练模型 net = trainNetwork(imdsTrain,layers,options); % 在验证数据集上评估模型 YPred = classify(net,imdsValidation); YValidation = imdsValidation.Labels; accuracy = mean(YPred == YValidation); ``` 这仅仅是一个简单的代码示例,可能需要根据你的数据和任务进行调整。有关更详细的信息,请参阅 Matlab 官方文档。 ### 回答2: 要使用Matlab编写图片分类代码,需要以下步骤: 1.导入图像数据:使用Matlab提供的imread函数导入图像数据,并存储为矩阵形式。 2.特征提取:对于每个图像,通过计算其颜色直方图、纹理特征或形状特征等,提取其特征向量。可以使用Matlab提供的工具箱,如Image Processing Toolbox或Computer Vision Toolbox来实现这些功能。 3.数据预处理:对于提取的特征向量,可能需要进行预处理,以便在后续分类过程中能够更好地区分不同的类别。常见的预处理方法包括数据标准化和降维。可以使用Matlab提供的函数,如zscore和pca来实现。 4.分类模型训练:选择适合问题的分类算法,并使用训练数据集对其进行训练。常见的分类算法包括支持向量机(SVM)、k最近邻(k-NN)和决策树等。可以利用Matlab提供的工具箱,如Statistics and Machine Learning Toolbox或Neural Network Toolbox来构建和训练分类模型。 5.分类预测:使用训练好的分类模型对新的图像进行分类预测。将预处理后的特征向量输入到分类模型中,根据模型输出的结果确定图像所属的类别。 6.结果评估:对分类结果进行评估,计算分类准确率、召回率、F1值等指标,以了解分类算法的性能。可以利用Matlab提供的性能评估函数,如confusionmat和perfcurve进行评估。 7.优化和改进:根据评估结果,可以对图像分类模型进行优化和改进,比如调整分类算法的参数、增加训练数据量或改进特征提取方法,以提高分类性能。 总结:使用Matlab编写图片分类代码,需要导入图像数据、提取特征、数据预处理、模型训练、分类预测和结果评估等步骤。通过选择合适的算法和工具箱,并根据评估结果进行优化和改进,可以得到较好的图像分类效果。 ### 回答3: 使用MATLAB编写一个图片分类代码可以通过以下步骤实现: 1. 导入训练数据:首先,将训练数据集的图像导入MATLAB。可以使用`imread`函数加载图像。例如,假设数据集中包含10个不同类别的图像,可以使用一个数组来存储这些图像。 2. 特征提取:从导入的图像中提取特征。可以使用像素值、颜色直方图、HOG等不同的特征提取算法。选择适合你的分类任务的合适特征。 3. 特征归一化:对提取的特征进行归一化处理,确保不同特征的尺度一致。可以使用`zscore`函数来对特征进行标准化处理。 4. 构建分类模型:选择合适的分类算法来构建模型。常见的分类算法包括SVM、K最近邻、决策树等。你可以使用MATLAB自带的分类器功能,如`fitcecoc`(用于多类别分类)、`fitcknn`(用于K最近邻分类)等。根据你所选择的分类算法,设置相应的参数。 5. 模型训练:将归一化后的特征和相应的类别标签输入到分类模型中进行训练。使用`predict`函数对训练数据进行分类,并通过交叉验证等方法来优化模型。 6. 图像分类:使用训练好的模型对新的图像进行分类。首先,导入测试图像并提取特征。然后,将特征输入已训练的分类模型中,使用`predict`函数预测图像所属的类别。 7. 结果评估:评估模型的分类性能。可以计算准确率、召回率、F1-Score等指标来评价模型分类的准确性。 8. 结果可视化:将分类结果可视化,比如绘制混淆矩阵或者展示正确分类和错误分类的图像。 以上就是一个简单的图片分类代码的主要步骤。根据具体的需求和数据集,还可以进行参数调优、特征选择、数据增强等进一步的优化。
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