模式识别课程实验报告

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模式识别专业实践报告(2篇)

模式识别专业实践报告(2篇)

第1篇一、实践背景与目的随着信息技术的飞速发展,模式识别技术在各个领域得到了广泛应用。

作为人工智能领域的一个重要分支,模式识别技术对于图像处理、语音识别、生物识别等领域的发展具有重要意义。

为了更好地理解和掌握模式识别技术,提高实际应用能力,我们组织了一次为期一个月的模式识别专业实践。

本次实践旨在通过实际操作,加深对模式识别理论知识的理解,提高解决实际问题的能力。

二、实践内容与过程1. 实践内容本次实践主要包括以下几个方面:(1)图像识别:利用深度学习算法进行图像分类、目标检测等。

(2)语音识别:实现语音信号处理、特征提取和识别。

(3)生物识别:研究指纹识别、人脸识别等生物特征识别技术。

(4)模式分类:运用机器学习算法进行数据分类和聚类。

2. 实践过程(1)理论学习:在实践开始前,我们首先对模式识别的基本理论进行了系统学习,包括图像处理、信号处理、机器学习等相关知识。

(2)项目准备:根据实践内容,我们选取了具有代表性的项目进行实践,如基于深度学习的图像识别、基于HMM的语音识别等。

(3)实验设计与实施:在导师的指导下,我们设计了实验方案,包括数据预处理、模型选择、参数调整等。

随后,我们使用Python、C++等编程语言进行实验编程,并对实验结果进行分析。

(4)问题分析与解决:在实验过程中,我们遇到了许多问题,如数据不足、模型效果不佳等。

通过查阅文献、请教导师和团队成员,我们逐步解决了这些问题。

三、实践成果与分析1. 图像识别我们使用卷积神经网络(CNN)对CIFAR-10数据集进行了图像分类实验。

实验结果表明,经过多次迭代优化,模型在测试集上的准确率达到89.5%,优于传统机器学习方法。

2. 语音识别我们采用HMM(隐马尔可夫模型)对TIMIT语音数据集进行了语音识别实验。

实验结果表明,经过特征提取和模型训练,模型在测试集上的词错误率(WER)为16.3%,达到了较好的识别效果。

3. 生物识别我们研究了指纹识别和人脸识别技术。

模式识别与智能信息处理实践实验报告

模式识别与智能信息处理实践实验报告

模式识别与智能信息处理实践实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是:实现基于Matlab的模式识别与智能信息处理。

二、实验内容
1.对实验图片进行处理
根据实验要求,我们选取了两张图片,一张是原始图片,一张是锐化处理后的图片。

使用Matlab的imtool命令进行处理,实现对图片锐化、模糊处理、边缘检测、图像增强等功能。

2.基于模式识别算法进行图像分类
通过Matlab的k-means算法和PCA算法对实验图片进行图像分类,实现对图像数据特征提取,并将图像分类结果可视化。

3.使用智能信息处理技术处理实验数据
使用Matlab的BP网络算法,对实验图片进行处理,并实现实验数据的智能信息处理,以获得准确的分类结果。

三、实验结果
1.图片处理结果
2.图像分类结果
3.智能信息处理结果
四、总结
本次实验中,我们利用Matlab进行模式识别与智能信息处理的实践,实现了对图片的处理,图像分类,以及智能信息处理,从而获得准确的分
类结果。

模式识别课程报告

模式识别课程报告

模式识别实验报告学生姓名:班学号:指导老师:机械与电子信息学院2014年 6月基于K-means算法的改进算法方法一:层次K均值聚类算法在聚类之前,传统的K均值算法需要指定聚类的样本数,由于样本初始分布不一致,有的聚类样本可能含有很多数据,但数据分布相对集中,而有的样本集却含有较少数据,但数据分布相对分散。

因此,即使是根据样本数目选择聚类个数,依然可能导致聚类结果中同一类样本差异过大或者不同类样本差异过小的问题,无法得到满意的聚类结果。

结合空间中的层次结构而提出的一种改进的层次K均值聚类算法。

该方法通过初步聚类,判断是否达到理想结果,从而决定是否继续进行更细层次的聚类,如此迭代执行,生成一棵层次型K均值聚类树,在该树形结构上可以自动地选择聚类的个数。

标准数据集上的实验结果表明,与传统的K均值聚类方法相比,提出的改进的层次聚类方法的确能够取得较优秀的聚类效果。

设X = {x1,x2,…,xi,…,xn }为n个Rd 空间的数据。

改进的层次结构的K均值聚类方法(Hierarchical K means)通过动态地判断样本集X当前聚类是否合适,从而决定是否进行下一更细层次上的聚类,这样得到的最终聚类个数一定可以保证聚类测度函数保持一个较小的值。

具体的基于层次结构的K均值算法:步骤1 选择包含n个数据对象的样本集X = {x1,x2,…,xi,…,xn},设定初始聚类个数k1,初始化聚类目标函数J (0) =0.01,聚类迭代次数t初始化为1,首先随机选择k1个聚类中心。

步骤2 衡量每个样本xi (i = 1,2,…,n)与每个类中心cj ( j = 1,2,…,k)之间的距离,并将xi归为与其最相似的类中心所属的类,并计算当前聚类后的类测度函数值J (1) 。

步骤3 进行更细层次的聚类,具体步骤如下:步骤3.1 根据式(5)选择类半径最大的类及其类心ci :ri = max ||xj - ci||,j = 1,2,…,ni且xj属于Xj(5)步骤3.2 根据距离公式(1)选择该类中距离类ci最远的样本点xi1,然后选择该类中距离xi1最远的样本点xi2。

山东大学模式识别KNN实验报告

山东大学模式识别KNN实验报告

山东大学模式识别KNN实验报告山东大学软件学院模式识别课程实验报告?学号:201500301139姓名:修丙楠班级:15级软件二班实验题目:KNN实验学时:实验日期:2018.1.19实验目的:使用K-NN算法识别数字0-9,数据集来自Machine Learning in Action 第二章。

书中把来自UCI数据库的手写数据集简化成32像素x32像素的黑白图像,并且以01矩阵的方式存储在txt文件中。

大约有训练样本2000个,测试样本900个。

硬件环境:?Processor: Intel(R) Core(TM) i5-7200U CPU @ 2.50GHz (4 CPUs), ~2.7GHz软件环境:Eclipse实验步骤与内容:实验一:实验要求:1.实现最基本的KNN算法,使用trainingDigits文件夹下的数据,对testDigits中的数据进行预测。

(K赋值为1,使用欧氏距离,多数投票决定分类结果)2.改变K的值,并观察对正确率的影响。

3.更改距离度量方式,更改投票方式(距离加权),分析错误率。

实验步骤:1、(1)KNN分析:KNN的算法思想比较简单,对于每一个测试集样本,计算其与所有训练集样本间的欧氏距离,对所有结果进行排序,选取其中距离最小的k个样本,采用多数投票的方式确定该测试集样本所属的类型。

(2)算法实现:·读文件:利用Java里提供的BufferedReader进行读文件操作,将读进来的样本以二维数组的形式存储·排序:选了冒泡排序的方法(因为写起来简单)·找出k近邻中出现次数最多的元素:用HashMap的key值存储每个元素出现的次数,最后返回key值最大的节点对应的元素。

(3)代码运行结果为了比较K的值对结果的影响,测试取了1-20之间的数作为k值运行结果如下:图1 1-NN图2 2-NN图3 1~20-NN绘制表格如下:K值准确率(%)198.73298.52398.63498.52598.10698.20797.89897.46997.781097.891197.891297.781397.361497.571597.361697.571797.151897.361997.252097.25绘制散点图如下:可以看到,随着K值的增加,预测的准确率反而逐渐降低,这与理论上样本足够多,K值足够大,正确率会越好的想法冲突,可能是K值增大后噪声点增多?2、更改距离度量方式可以考虑采用曼哈顿距离进行距离度量更改投票方式:让离的越近的样本点的权重值越大。

模式识别实验报告

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河海大学物联网工程学院《模式识别》课程实验报告学号 _______________专业 ____计算机科学与技术_____ 授课班号 _________________________ 学生姓名 ___________________指导教师 ___________________完成时间 _______________实验报告格式如下(必要任务必须写上,可选的课后实验任务是加分项,不是必要任务,可不写):实验一、Fisher分类器实验1.实验原理如果在二维空间中一条直线能将两类样本分开,或者错分类很少,则同一类别样本数据在该直线的单位法向量上的投影的绝大多数都应该超过某一值。

而另一类数据的投影都应该小于(或绝大多数都小于)该值,则这条直线就有可能将两类分开。

准则:向量W的方向选择应能使两类样本投影的均值之差尽可能大些,而使类內样本的离散程度尽可能小。

2.实验任务(1)两类各有多少组训练数据?(易)(2)试着用MATLAB画出分类线,用红色点划线表示(中)(3)画出在投影轴线上的投影点(较难)3.实验结果(1)第一类数据有200组训练数据,第二类数据有100组训练数据。

(2)如图所示,先得出投影线的斜率,后求其投影线的垂直线的斜率,即分类线的斜率,再求分类线的过的中垂点,加上即可得出。

画出红线代码:m = (-40:0.1:80);kw = w(2)/w(1);b = classify(w1, w2, w, 0);disp(b);n = (-1/kw).* m + b;plot(m,n,'r-', 'LineWidth', 3);(3)画出投影上的投影点如图,点用X表示。

代码:u = w/sqrt(sum(w.^2));p1 = w1*u*u';plot(p1(:,1),p1(:,2),'r+')p2 = w2*u*u';plot(p2(:,1),p2(:,2),'b+')实验二、感知器实验1.实验原理(1)训练数据必须是线性可分的(2)最小化能量,惩罚函数法-错分样本的分类函数值之和(小于零)作为惩罚值(3)方法:梯度下降法,对权值向量的修正值-错分样本的特征向量2.实验任务(1)训练样本不线性可分时,分类结果如何?(2)程序33-35行完成什么功能?用MATLAB输出x1、x2、x的值,进行观察(中)(3)修改程序,输出梯度下降法迭代的次数(易);3.实验结果(1)在创建样本时,故意将两组数据靠近,实现训练样本非线性。

《模式识别》实验报告-贝叶斯分类

《模式识别》实验报告-贝叶斯分类

《模式识别》实验报告-贝叶斯分类一、实验目的通过使用贝叶斯分类算法,实现对数据集中的样本进行分类的准确率评估,熟悉并掌握贝叶斯分类算法的实现过程,以及对结果的解释。

二、实验原理1.先验概率先验概率指在不考虑其他变量的情况下,某个事件的概率分布。

在贝叶斯分类中,需要先知道每个类别的先验概率,例如:A类占总样本的40%,B类占总样本的60%。

2.条件概率后验概率指在已知先验概率和条件概率下,某个事件发生的概率分布。

在贝叶斯分类中,需要计算每个样本在各特征值下的后验概率,即属于某个类别的概率。

4.贝叶斯公式贝叶斯公式就是计算后验概率的公式,它是由条件概率和先验概率推导而来的。

5.贝叶斯分类器贝叶斯分类器是一种基于贝叶斯定理实现的分类器,可以用于在多个类别的情况下分类,是一种常用的分类方法。

具体实现过程为:首先,使用训练数据计算各个类别的先验概率和各特征值下的条件概率。

然后,将测试数据的各特征值代入条件概率公式中,计算出各个类别的后验概率。

最后,取后验概率最大的类别作为测试数据的分类结果。

三、实验步骤1.数据集准备本次实验使用的是Iris数据集,数据包含150个Iris鸢尾花的样本,分为三个类别:Setosa、Versicolour和Virginica,每个样本有四个特征值:花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度。

2.数据集划分将数据集按7:3的比例分为训练集和测试集,其中训练集共105个样本,测试集共45个样本。

计算三个类别的先验概率,即Setosa、Versicolour和Virginica类别在训练集中出现的频率。

对于每个特征值,根据训练集中每个类别所占的样本数量,计算每个类别在该特征值下出现的频率,作为条件概率。

5.测试数据分类将测试集中的每个样本的四个特征值代入条件概率公式中,计算出各个类别的后验概率,最后将后验概率最大的类别作为该测试样本的分类结果。

6.分类结果评估将测试集分类结果与实际类别进行比较,计算分类准确率和混淆矩阵。

哈工大模式识别实验报告

哈工大模式识别实验报告

模式识别实验报告本次报告选做第一个实验,实验报告如下:1 实验要求构造1个三层神经网络,输出节点数1个,即多输入单输出型结构,训练它用来将表中的第一类样本和第二类样本分开。

采用逐个样本修正的BP算法,设隐层节点数为4,学习效率η=0.1,惯性系数α=0.0;训练控制总的迭代次数N=100000;训练控制误差:e=0.3。

在采用0~1内均匀分布随机数初始化所有权值。

对1)分析学习效率η,惯性系数α;总的迭代次数N;训练控制误差e、初始化权值以及隐层节点数对网络性能的影响。

要求绘出学习曲线----训练误差与迭代次数的关系曲线。

并将得到的网络对训练样本分类,给出错误率。

采用批处理BP算法重复1)。

比较两者结果。

表1 神经网络用于模式识别数据(X1、X2、X3是样本的特征)2 BP 网络的构建三层前馈神经网络示意图,见图1.图1三层前馈神经网络①网络初始化,用一组随机数对网络赋初始权值,设置学习步长η、允许误差ε、网络结构(即网络层数L 和每层节点数n l );②为网络提供一组学习样本; ③对每个学习样本p 循环a .逐层正向计算网络各节点的输入和输出;b .计算第p 个样本的输出的误差Ep 和网络的总误差E ;c .当E 小于允许误差ε或者达到指定的迭代次数时,学习过程结束,否则,进行误差反向传播。

d .反向逐层计算网络各节点误差)(l jp δ如果l f 取为S 型函数,即xl e x f -+=11)(,则 对于输出层))(1()()()()(l jp jdp l jp l jp l jp O y O O --=δ 对于隐含层∑+-=)1()()()()()1(l kj l jp l jp l jp l jp w O O δδe .修正网络连接权值)1()()()1(-+=+l ip l jp ij ij O k W k W ηδ式中,k 为学习次数,η为学习因子。

η取值越大,每次权值的改变越剧烈,可能导致学习过程振荡,因此,为了使学习因子的取值足够大,又不至产生振荡,通常在权值修正公式中加入一个附加动量法。

模式识别实习报告

模式识别实习报告

一、贝叶斯估计做分类【问题描述】实习题目一:用贝叶斯估计做分类。

问题描述:给出试验区裸土加水田的tif图像,要求通过贝叶斯估计算法对房屋、水田及植被进行分类。

问题分析:首先通过目视解译法对图像进行分类,获取裸土、水田和植被的DN值,在此基础上,通过该部分各个类别的面积计算先验概率,然后带入公式进行计算,从而对整个图像进行分类。

【模型方法】与分布有关的统计分类方法主要有最大似然/ 贝叶斯分类。

最大似然分类是图像处理中最常用的一种监督分类方法,它利用了遥感数据的统计特征,假定各类的分布函数为正态分布,在多变量空间中形成椭圆或椭球分布,也就是和中个方向上散布情况不同,按正态分布规律用最大似然判别规则进行判决,得到较高准确率的分类结果。

否则,用平行六面体或最小距离分类效果会更好。

【方案设计】①确定需要分类的地区和使用的波段和特征分类数,检查所用各波段或特征分量是否相互已经位置配准;②根据已掌握的典型地区的地面情况,在图像上选择训练区;③计算参数,根据选出的各类训练区的图像数据,计算和确定先验概率;④分类,将训练区以外的图像像元逐个逐类代入公式,对于每个像元,分几类就计算几次,最后比较大小,选择最大值得出类别;⑤产生分类图,给每一类别规定一个值,如果分10 类,就定每一类分别为1 ,2 ……10 ,分类后的像元值便用类别值代替,最后得到的分类图像就是专题图像. 由于最大灰阶值等于类别数,在监视器上显示时需要给各类加上不同的彩色;⑥检验结果,如果分类中错误较多,需要重新选择训练区再作以上各步,直到结果满意为止。

【结果讨论】如图所示,通过贝叶斯算法,较好地对图像完成了分类,裸土、植被和水田三个类别清晰地判别出来。

在计算先验概率时,选择何种数据成为困扰我的一个问题。

既有ENVI自身提供的精确的先验概率值,也可以自己通过计算各个类别的面积,从而获取大致的先验概率值。

最后,在田老师的讲解下,我知道了虽然数据可能不太精确,但是,计算先验概率时,总体的倾向是一致的,所以在最后判别时,因此而引起的误差是微乎其微的,所以,一定要弄清楚算法原理,才能让自己的每一步工作都有理可循。

模式识别实验报告

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模式识别实验报告关键信息项:1、实验目的2、实验方法3、实验数据4、实验结果5、结果分析6、误差分析7、改进措施8、结论1、实验目的11 阐述进行模式识别实验的总体目标和期望达成的结果。

111 明确实验旨在解决的具体问题或挑战。

112 说明实验对于相关领域研究或实际应用的意义。

2、实验方法21 描述所采用的模式识别算法和技术。

211 解释选择这些方法的原因和依据。

212 详细说明实验的设计和流程,包括数据采集、预处理、特征提取、模型训练和测试等环节。

3、实验数据31 介绍实验所使用的数据来源和类型。

311 说明数据的规模和特征。

312 阐述对数据进行的预处理操作,如清洗、归一化等。

4、实验结果41 呈现实验得到的主要结果,包括准确率、召回率、F1 值等性能指标。

411 展示模型在不同数据集或测试条件下的表现。

412 提供可视化的结果,如图表、图像等,以便更直观地理解实验效果。

5、结果分析51 对实验结果进行深入分析和讨论。

511 比较不同实验条件下的结果差异,并解释其原因。

512 分析模型的优点和局限性,探讨可能的改进方向。

6、误差分析61 研究实验中出现的误差和错误分类情况。

611 分析误差产生的原因,如数据噪声、特征不充分、模型复杂度不足等。

612 提出减少误差的方法和建议。

7、改进措施71 根据实验结果和分析,提出针对模型和实验方法的改进措施。

711 描述如何优化特征提取、调整模型参数、增加训练数据等。

712 预测改进后的可能效果和潜在影响。

8、结论81 总结实验的主要发现和成果。

811 强调实验对于模式识别领域的贡献和价值。

812 对未来的研究方向和进一步工作提出展望。

在整个实验报告协议中,应确保各项内容的准确性、完整性和逻辑性,以便为模式识别研究提供有价值的参考和借鉴。

模式识别实验【范本模板】

模式识别实验【范本模板】

《模式识别》实验报告班级:电子信息科学与技术13级02 班姓名:学号:指导老师:成绩:通信与信息工程学院二〇一六年实验一 最大最小距离算法一、实验内容1. 熟悉最大最小距离算法,并能够用程序写出。

2. 利用最大最小距离算法寻找到聚类中心,并将模式样本划分到各聚类中心对应的类别中.二、实验原理N 个待分类的模式样本{}N X X X , 21,,分别分类到聚类中心{}N Z Z Z , 21,对应的类别之中.最大最小距离算法描述:(1)任选一个模式样本作为第一聚类中心1Z 。

(2)选择离1Z 距离最远的模式样本作为第二聚类中心2Z 。

(3)逐个计算每个模式样本与已确定的所有聚类中心之间的距离,并选出其中的最小距离.(4)在所有最小距离中选出一个最大的距离,如果该最大值达到了21Z Z -的一定分数比值以上,则将产生最大距离的那个模式样本定义为新增的聚类中心,并返回上一步.否则,聚类中心的计算步骤结束。

这里的21Z Z -的一定分数比值就是阈值T ,即有:1021<<-=θθZ Z T(5)重复步骤(3)和步骤(4),直到没有新的聚类中心出现为止。

在这个过程中,当有k 个聚类中心{}N Z Z Z , 21,时,分别计算每个模式样本与所有聚类中心距离中的最小距离值,寻找到N 个最小距离中的最大距离并进行判别,结果大于阈值T 是,1+k Z 存在,并取为产生最大值的相应模式向量;否则,停止寻找聚类中心。

(6)寻找聚类中心的运算结束后,将模式样本{}N i X i ,2,1, =按最近距离划分到相应的聚类中心所代表的类别之中。

三、实验结果及分析该实验的问题是书上课后习题2。

1,以下利用的matlab 中的元胞存储10个二维模式样本X {1}=[0;0];X{2}=[1;1];X {3}=[2;2];X{4}=[3;7];X{5}=[3;6]; X{6}=[4;6];X{7}=[5;7];X{8}=[6;3];X{9}=[7;3];X{10}=[7;4];利用最大最小距离算法,matlab 运行可以求得从matlab 运行结果可以看出,聚类中心为971,,X X X ,以1X 为聚类中心的点有321,,X X X ,以7X 为聚类中心的点有7654,,,X X X X ,以9X 为聚类中心的有1098,,X X X 。

模式识别实验报告

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实验一Bayes 分类器设计本实验旨在让同学对模式识别有一个初步的理解,能够根据自己的设计对贝叶斯决策理论算法有一个深刻地认识,理解二类分类器的设计原理。

1实验原理最小风险贝叶斯决策可按下列步骤进行:(1)在已知)(i P ω,)(i X P ω,i=1,…,c 及给出待识别的X 的情况下,根据贝叶斯公式计算出后验概率: ∑==cj iii i i P X P P X P X P 1)()()()()(ωωωωω j=1,…,x(2)利用计算出的后验概率及决策表,按下面的公式计算出采取i a ,i=1,…,a 的条件风险∑==cj j jii X P a X a R 1)(),()(ωωλ,i=1,2,…,a(3)对(2)中得到的a 个条件风险值)(X a R i ,i=1,…,a 进行比较,找出使其条件风险最小的决策k a ,即则k a 就是最小风险贝叶斯决策。

2实验内容假定某个局部区域细胞识别中正常(1ω)和非正常(2ω)两类先验概率分别为 正常状态:P (1ω)=0.9; 异常状态:P (2ω)=0.1。

现有一系列待观察的细胞,其观察值为x :-3.9847 -3.5549 -1.2401 -0.9780 -0.7932 -2.8531 -2.7605 -3.7287 -3.5414 -2.2692 -3.4549 -3.0752 -3.9934 2.8792 -0.9780 0.7932 1.1882 3.0682 -1.5799 -1.4885 -0.7431 -0.4221 -1.1186 4.2532 已知类条件概率密度曲线如下图:)|(1ωx p )|(2ωx p 类条件概率分布正态分布分别为(-2,0.25)(2,4)试对观察的结果进行分类。

3 实验要求1) 用matlab 完成分类器的设计,要求程序相应语句有说明文字。

2) 根据例子画出后验概率的分布曲线以及分类的结果示意图。

模式识别_实验报告

模式识别_实验报告

1. 理解模式识别的基本概念和原理。

2. 掌握常用的模式识别算法,如K-均值聚类算法、贝叶斯分类等。

3. 学会使用Python进行模式识别实验,并分析实验结果。

二、实验内容1. K-均值聚类算法2. 贝叶斯分类3. 实验数据分析与结果分析三、实验步骤1. 实验环境搭建- 安装Python编程环境- 安装必要的库,如NumPy、SciPy、Matplotlib等2. K-均值聚类算法实验- 导入数据集- 使用K-均值聚类算法对数据集进行聚类- 绘制聚类结果图3. 贝叶斯分类实验- 导入数据集- 使用贝叶斯分类算法对数据集进行分类- 绘制分类结果图4. 实验数据分析与结果分析- 对实验结果进行描述和分析- 比较不同算法的性能1. K-均值聚类算法实验数据- 数据集:鸢尾花数据集(Iris Dataset)- 特征:花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度- 类别:三种鸢尾花(Iris-setosa、Iris-versicolor、Iris-virginica)2. 贝叶斯分类实验数据- 数据集:鸢尾花数据集(Iris Dataset)- 特征:花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度- 类别:三种鸢尾花(Iris-setosa、Iris-versicolor、Iris-virginica)五、实验结果与分析1. K-均值聚类算法实验结果- 使用K-均值聚类算法对鸢尾花数据集进行聚类,得到3个类别,与真实类别一致。

- 聚类结果图显示,K-均值聚类算法能够较好地将鸢尾花数据集分为3个类别。

2. 贝叶斯分类实验结果- 使用贝叶斯分类算法对鸢尾花数据集进行分类,得到准确率为97.5%。

- 分类结果图显示,贝叶斯分类算法能够较好地对鸢尾花数据集进行分类。

3. 实验数据分析与结果分析- K-均值聚类算法和贝叶斯分类算法在鸢尾花数据集上均取得了较好的实验结果。

- K-均值聚类算法能够较好地将数据集分为3个类别,而贝叶斯分类算法能够较好地对数据集进行分类。

模式识别实验报告

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的分类。
二、实验步骤 前提条件: 只考虑第三种情况:如果 di(x) >dj(x) 任意 j≠ i ,则判 x∈ωi 。
○1 、赋初值,分别给 c 个权矢量 wi(1)(i=1,2,…c)赋任意的初
值,选择正常数ρ ,置步数 k=1;
○2 、输入符号未规范化的增广训练模式 xk, xk∈{x1, x2… xN} ,
二、实验步骤
○1 、给出 n 个混合样本,令 I=1,表示迭代运算次数,选取 c
个初始聚合中心 ,j=1,2,…,c;
○2 、 计 算 每 个 样 本 与 聚 合 中 心 的 距 离



, ,则

○3 、 计 算 c 个 新 的 聚 合 中 心 :


○4 、判断:若

,则 I=I+1,返回
第二步 b 处,否则结束。 三、程序设计
聚类没有影响。但当 C=2 时,该类别属于正确分类。 而类别数目大于 2 时,初始聚合中心对聚类的影响非常大,仿真
结果多样化,不能作为分类标准。 2、考虑类别数目对聚类的影响: 当类别数目变化时,结果也随之出现变化。 3、总结 综上可知,只有预先分析过样本,确定合适的类别数目,才能对
样本进行正确分类,而初始聚合中心对其没有影响。
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初始聚合中心为(0,0),(2,2),(5,5),(7,7),(9,9)
K-均 值 聚 类 算 法 : 类 别 数 目 c=5 9
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模式识别实验报告

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模式识别实验报告班级:电信08-1班姓名:黄**学号:********课程名称:模式识别导论实验一安装并使用模式识别工具箱一、实验目的:1.掌握安装模式识别工具箱的技巧,能熟练使用工具箱中的各项功能;2.熟练使用最小错误率贝叶斯决策器对样本分类;3.熟练使用感知准则对样本分类;4.熟练使用最小平方误差准则对样本分类;5.了解近邻法的分类过程,了解参数K值对分类性能的影响(选做);6.了解不同的特征提取方法对分类性能的影响(选做)。

二、实验内容与原理:1.安装模式识别工具箱;2.用最小错误率贝叶斯决策器对呈正态分布的两类样本分类;3.用感知准则对两类可分样本进行分类,并观测迭代次数对分类性能的影响;4.用最小平方误差准则对云状样本分类,并与贝叶斯决策器的分类结果比较;5.用近邻法对双螺旋样本分类,并观测不同的K值对分类性能的影响(选做);6.观测不同的特征提取方法对分类性能的影响(选做)。

三、实验器材(设备、元器件、软件工具、平台):1.PC机-系统最低配置512M 内存、P4 CPU;2.Matlab 仿真软件-7.0 / 7.1 / 2006a等版本的Matlab 软件。

四、实验步骤:1.安装模式识别工具箱。

并调出Classifier主界面。

2.调用XOR.mat文件,用最小错误率贝叶斯决策器对呈正态分布的两类样本分类。

3.调用Seperable.mat文件,用感知准则对两类可分样本进行分类。

4.调用Clouds.mat文件,用最小平方误差准则对两类样本进行分类。

5.调用Spiral.mat文件,用近邻法对双螺旋样本进行分类。

6.调用XOR.mat文件,用特征提取方法对分类效果的影响。

五、实验数据及结果分析:(1)Classifier主界面如下(2)最小错误率贝叶斯决策器对呈正态分布的两类样本进行分类结果如下:(3)感知准则对两类可分样本进行分类当Num of iteration=300时的情况:当Num of iteration=1000时的分类如下:(4)最小平方误差准则对两类样本进行分类结果如下:(5)近邻法对双螺旋样本进行分类,结果如下当Num of nearest neighbor=3时的情况为:当Num of nearest neighbor=12时的分类如下:(6)特征提取方法对分类结果如下当New data dimension=2时,其结果如下当New data dimension=1时,其结果如下六、实验结论:本次实验使我掌握安装模式识别工具箱的技巧,能熟练使用工具箱中的各项功能;对模式识别有了初步的了解。

模式识别技术实验报告

模式识别技术实验报告

模式识别技术实验报告本实验旨在探讨模式识别技术在计算机视觉领域的应用与效果。

模式识别技术是一种人工智能技术,通过对数据进行分析、学习和推理,识别其中的模式并进行分类、识别或预测。

在本实验中,我们将利用机器学习算法和图像处理技术,对图像数据进行模式识别实验,以验证该技术的准确度和可靠性。

实验一:图像分类首先,我们将使用卷积神经网络(CNN)模型对手写数字数据集进行分类实验。

该数据集包含大量手写数字图片,我们将训练CNN模型来识别并分类这些数字。

通过调整模型的参数和训练次数,我们可以得到不同准确度的模型,并通过混淆矩阵等评估指标来评估模型的性能和效果。

实验二:人脸识别其次,我们将利用人脸数据集进行人脸识别实验。

通过特征提取和比对算法,我们可以识别不同人脸之间的相似性和差异性。

在实验过程中,我们将测试不同算法在人脸识别任务上的表现,比较它们的准确度和速度,探讨模式识别技术在人脸识别领域的应用潜力。

实验三:异常检测最后,我们将进行异常检测实验,使用模式识别技术来识别图像数据中的异常点或异常模式。

通过训练异常检测模型,我们可以发现数据中的异常情况,从而做出相应的处理和调整。

本实验将验证模式识别技术在异常检测领域的有效性和实用性。

结论通过以上实验,我们对模式识别技术在计算机视觉领域的应用进行了初步探索和验证。

模式识别技术在图像分类、人脸识别和异常检测等任务中展现出了良好的性能和准确度,具有广泛的应用前景和发展空间。

未来,我们将进一步深入研究和实践,探索模式识别技术在更多领域的应用,推动人工智能技术的发展和创新。

【字数:414】。

模式识别实验报告哈工程

模式识别实验报告哈工程

一、实验背景随着计算机科学和信息技术的飞速发展,模式识别技术在各个领域得到了广泛应用。

模式识别是指通过对数据的分析、处理和分类,从大量数据中提取有用信息,从而实现对未知模式的识别。

本实验旨在通过实践操作,加深对模式识别基本概念、算法和方法的理解,并掌握其应用。

二、实验目的1. 理解模式识别的基本概念、算法和方法;2. 掌握常用的模式识别算法,如K-均值聚类、决策树、支持向量机等;3. 熟悉模式识别在实际问题中的应用,提高解决实际问题的能力。

三、实验内容本次实验共分为三个部分:K-均值聚类算法、决策树和神经网络。

1. K-均值聚类算法(1)实验目的通过实验加深对K-均值聚类算法的理解,掌握其基本原理和实现方法。

(2)实验步骤① 准备实验数据:选取一组二维数据,包括100个样本,每个样本包含两个特征值;② 初始化聚类中心:随机选择K个样本作为初始聚类中心;③ 计算每个样本到聚类中心的距离,并将其分配到最近的聚类中心;④ 更新聚类中心:计算每个聚类中所有样本的均值,作为新的聚类中心;⑤ 重复步骤③和④,直到聚类中心不再变化。

(3)实验结果通过实验,可以得到K个聚类中心,每个样本被分配到最近的聚类中心。

通过可视化聚类结果,可以直观地看到数据被分成了K个类别。

2. 决策树(1)实验目的通过实验加深对决策树的理解,掌握其基本原理和实现方法。

(2)实验步骤① 准备实验数据:选取一组具有分类标签的二维数据,包括100个样本,每个样本包含两个特征值;② 选择最优分割特征:根据信息增益或基尼指数等指标,选择最优分割特征;③ 划分数据集:根据最优分割特征,将数据集划分为两个子集;④ 递归地执行步骤②和③,直到满足停止条件(如达到最大深度、叶节点中样本数小于阈值等);⑤ 构建决策树:根据递归分割的结果,构建决策树。

(3)实验结果通过实验,可以得到一棵决策树,可以用于对新样本进行分类。

3. 神经网络(1)实验目的通过实验加深对神经网络的理解,掌握其基本原理和实现方法。

模式识别实验报告2_贝叶斯分类实验_实验报告(例)

模式识别实验报告2_贝叶斯分类实验_实验报告(例)
t2=[t2,tt2];
end
plot(1:23,t2,'b','LineWidth',3);
%下面是bayesian_fun函数
functionf=bayesian_fun(t2,t1,W1,W2,w1,w2,w10,w20)
x=[t1,t2]';
f=x'*W1*x+w1'*x+w10- (x'*W2*x+w2'*x+w20);
%f=bayesian_fun.m
function f=bayesian_fun(t2,t1,W1,W2,w1,w2,w10,w20)
x=[t1,t2]';
f=x'*W1*x+w1'*x+w10 - (x'*W2*x+w2'*x+w20);
w10=-1/2 * u1'*S1tinv*u1 - 1/2 *log(det(S1t)) + log(pw1);
w20=-1/2 * u2'*S2tinv*u2 - 1/2 *log(det(S2t)) + log(pw2);
t2=[]
fort1=1:23
tt2 = fsolve('bayesian_fun',5,[],t1,W1,W2,w1,w2,w10,w20);
'LineWidth',2,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0 1 0],...
'MarkerSize',10)
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模式识别课程实验报告学院专业班级姓名学号指导教师提交日期1 Data PreprocessingThe provide dataset includes a training set with 3605 positive samples and 10055 negative samples, and a test set with 2043 positive samples and 4832 negative samples. A 2330-dimensional Haar-like feature was extracted for each sample. For high dimensional data, we keep the computation manageable by sampling , feature selection, and dimension reduction.1.1 SamplingIn order to make the samples evenly distributed, we calculate the ratio of negative samples and positive samples int test set. And then randomly select the same ratio of negative samples in training set. After that We use different ratios of negative and positive samples to train the classifier for better training speed.1.2 Feature SelectionUnivariate feature selection can test each feature, measure the relationship between the feature and the response variable so as to remove unimportant feature variables. In the experiment, we use the method sklearn.feature_selection.SelectKBest to implement feature selection. We use chi2 which is chi-squared stats of non-negative features for classification tasks to rank features, and finally we choose 100 features ranked in the top 100.2 Logistic regressionIn the experiment, we choose the logistic regression model, which is widely used in real-world scenarios. The main consideration in our work is based on the binary classification logic regression model.2.1 IntroductionA logistic regression is a discriminant-based approach that assumes that instances of a class are linearly separable. It can obtain the final prediction model by directly estimating the parameters of the discriminant. The logistic regression model does not model class conditional density, but rather models the class condition ratio.2.2 processThe next step is how to obtain the best evaluation parameters, making the training of the LR model can get the best classification effect. This process can also be seen as a search process, that is, in an LR model of the solution space, how to find a design with our LR model most match the solution. In order to achieve the best available LR model, we need to design a search strategy.The intuitive idea is to evaluate the predictive model by judging the degree of matching between the results of the model and the true value. In the field of machine learning, the use of loss function or cost function to calculate the forecast. For the classification, logistic regression uses the Sigmoid curve to greatly reduce the weight of the points that are far from the classification plane through the nonlinear mapping, which relatively increases the weight of the data points which is most relevant to the classification.2.3 Sigmoid functionWe should find a function which can separate two in the two classes binary classification problem. The ideal function is called step function. In this we use the sigmoid function.()z e z -+=11σWhen we increase the value of x, the sigmoid will approach 1, and when we decrease the value of x, the sigmoid will gradually approaches 0. The sigmoid looks like a step function On a large enough scale.2.4 gradient descenti n i i T i x x y L ∑=+--=∂∂-=1t t1t ))(()(θσαθθθαθθThe parameter α called learning rate, in simple terms is how far each step. this parameter is very critical. parameter σis sigmoid function that we introduce in 2.3.3 Train classifierWe use the gradient descent algorithm to train the classifier. Gradient descent is a method of finding the local optimal solution of a function using the first order gradient information. In optimized gradient rise algorithm, each step along the gradient negative direction. The implementation code is as follows:# calculate the sigmoid functiondef sigmoid(inX):return 1.0 / (1 + exp(-inX))#train a logistic regressiondef trainLogisticRegression(train_x, train_y, opts):numSamples, numFeatures = shape(train_x)alpha = opts['alpha'];maxIter = opts['maxIter']weights = ones((numFeatures, 1))# optimize through gradient descent algorilthmfor k in range(maxIter):if opts['optimizeType'] == 'gradDescent': # gradient descent algorilthm output = sigmoid(train_x * weights)error = train_y - outputweights = weights + alpha * train_x.transpose() * error return weightsIn the above program, we repeat the following steps until the convergence:(1) Calculate the gradient of the entire data set(2) Use alpha x gradient to update the regression coefficientsWhere alpha is the step size, maxIter is the number of iterations.4 evaluate classifier4.1 optimizationTo find out when the classifier performs best, I do many experiments. The three main experiments are listed below.First.I use two matrix types of data to train a logistic regression model using some optional optimize algorithm, then use some optimization operation include alpha and maximum number of iterations. These operations are mainly implemented by this function trainLogisticRegression that requires three parameters train_x, train_y, opts, of which two parameters are the matrix type of training data set, the last parameter is some optimization operations, including the number of steps and the number of iterations. And the correct rate as follows:When we fixed the alpha, change the number of iterations, we can get the results as shown below:Red: alpha = 0.001Yellow: alpha = 0.003Blue: alpha = 0.006Black: alpha = 0.01Green: alpha = 0.03Magenta: alpha = 0.3This line chart shows that if the iterations too small, the classifier will perform bad. As the number of iterations increases, the accuracy will increase. And we can konw iterations of 800 seems to be better. The value of alpha influences the result slightly. If the iterations is larger then 800, the accuracy of the classifier will stabilize and the effect of the step on it can be ignored.Second.When we fixed the iterations, change the alpha, we can get the results as shown below:This line chart shows when the number of iterations is larger 800, the accuracy is relatively stable, with the increase of the alpha, the smaller the change. And when the number of iterations is small, for example, the number of times is 100, the accuracy is rather strange, the accuracy will increase with the increase of alpha. We can know that when the number of iterations is small, even if the alpha is very small, its accuracy is not high. The number of iterations and the alpha is important for the accuracy of the logical regression model training.Third.The result of the above experiment is to load all the data to train the classifier, but there are 3605 pos training data but 10055 neg training data. So I am curious about whether can I use less neg training data to train the classifier for better training speed.I use the test_differentNeg.py to does this experiment:Red: iterations = 100 Yellow: iterations = 300 Blue: iterations = 800 Black: iterations = 1000The line chart shows that the smaller the negative sample, the lower the accuracy. However, as the number of negative samples increases, the accuracy of the classifier.I found that when the number of negative samples is larger 6000, the accuracy was reduced and then began to increase.4.2 cross-validationWe divided the data set into 10 copies on average,9 copies as a training set and 1 copies as a test set.we can get the results as shown below:Red: alpha = 0.001Yellow: alpha = 0.003Blue: alpha = 0.006Black: alpha = 0.01Green: alpha = 0.03Magenta: alpha = 0.3This figure shows that if the iterations too small, the classifier will perform bad. Asthe number of iterations increases, the accuracy will increase. And we can konw iterations of 1000 seems to be better. The value of alpha influences the result slightly.If the iterations is larger then 1000, the accuracy of the classifier will achieve 84% and stable. And the effect of the step on it can be ignored.5 ConclusionIn this experiment, We notice that no matter before or after algorithm optimization,the test accuracy does not achieve our expectation. At first the accuracy of LR can reach 80%. After optimization, the accuracy of LR can reach 88%. I think there are several possible reasons below:(1) The training set is too small for only about 700 samples for active training sets, while the negative training set has only 800 samples;(2) We did not use a more appropriate method to filter the samples;(3) The method of selecting features is not good enough because it is too simple;(4) Dimension reduction does not be implemented, so that The high dimension of features increases the computation complexity and affects the accuracy;(5) The test sets may come from different kinds of video or images which are taken from different areas.(6) The number of iterations is set too small or the alpha is set too small or too large. These questions above will be improved in future work.In this project, we use Logistic regression to solve the binary classification problem. Before the experiment, we studied and prepared the algorithm of the LR model and reviewed other machine learning models studied in the pattern recognition course. In this process, we use python with a powerful machine learning library to implement, continue to solve the various problems, and optimize the algorithm to make the classifier perform better. At the same time, we also collaborate and learn from each other. Although the project takes us a lot of time, We have consolidated the theoretical knowledge and have fun in practice.。

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