基于SVM 和GA- SVM 的NIR 光谱柑橘产地鉴别模型研究
2021-04-13但松健
但松健
(重庆第二师范学院继续教育学院,重庆,400067)
支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是Vapnik 提出的一种能有效地用于模式识别和数据挖掘的识别模型[1],尤其在处理高维非线性样本问题上,SVM具有很好的识别效果。作为有监督的分类模型,SVM具有以下优势:更适用于小样本数据集;更严谨的数学理论支持;高效的非线性分类性能以及能在一定程度上避免维数灾难[2-3]。
本文首先分析了SVM识别算法,并对SVM的核函数和各项参数的选择进行了讨论和测试,以得到更优的识别结果。其次,基于SVM算法,结合基因优化选择算法,对SVM 算法进行了改进,实验结果显示,采用GA-SVM对16 个地区柑橘样本NIR 的产地鉴别中,能得到比SVM更高的识别率。
1 基于SVM 的产地鉴别模型
我们在windows 7 平台下分别利用Matlab 和LIBSVM[4]实现了基于柑橘NIR 的SVM分类模型,并对16 个地区的柑橘样本进行了产地鉴别。首先采用SG 平滑算法对原始NIR 数据进行预处理,然后选用PCA 提取得到光源的特征数据,并选择前25 维主成分作为SVM的特征输入,最后按照5×10 次的交叉验证,将最后的平均准确率作为分类器评判标准。
1.1 SVM核函数选择
首先,我们对SVM 的核函数选择进行讨论。对于不同的核函数,其映射后的特征空间决定着最优决策超平面的构建,因此核函数往往能影响分类的性能,这里对常见的4 种核函数进行了测试,其中核函数的参数采用LIBSVM 的默认参数。结果如表1 所示:

表1 采用常见的4 种核函数以及不同的主成分个数的SVM模型的识别率
从表1 看出,径向基(RBF)核函数在采用不同主成分作为输入时,都比其他核函数的效果更好,特别是在采用前8 和16 个主成分时,达到了最高的识别率93.52%。……
