基于遗传优化SVM支持向量机的数据分类算法matlab仿真,SVM通过编程实现,不使用工具箱
目录
1.算法运行效果图预览
2.算法运行软件版本
3.部分核心程序
4.算法理论概述
5.算法完整程序工程
1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)
2.算法运行软件版本
matlab2022a
3.部分核心程序
（完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频）
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% get alphas
% 获取alphas值，以下代码开始进行与计算变量'alpha'相关的操作，可能涉及调用函数、设置参数等步骤，从变量名推测'alpha'可能与支持向量机中的拉格朗日乘子等相关概念有关
% Set up struct
% 设置结构体Para，用于传递一些参数给后续要调用的函数（从后续调用func_svm函数推测），这里开始初始化结构体Para的各个成员变量，赋予相应的参数值
Para.epsilon = X2(1);
% 给结构体Para的成员变量'epsilon'赋值为10的 -6次方，'epsilon'通常用于表示精度要求、收敛阈值等，在迭代算法中可作为判断是否停止迭代的一个标准
Para.maxiter = round(X(2));
% 给结构体Para的成员变量'maxiter'赋值为500，'maxiter'一般表示最大迭代次数，即后续调用的相关函数（如func_svm）在循环迭代求解过程中最多执行的次数
Para.barrier = X2(3);
% 给结构体Para的成员变量'barrier'赋值为0.2，其具体含义要结合调用的函数内部逻辑来看，可能是用于算法中某个调整或者限制的系数等
% 调用名为func_svm的函数，将核矩阵Ker、向量C以及结构体Para作为参数传入，函数返回值赋给变量'alpha'，这里的func_svm函数可能实现了某种支持向量机相关的优化算法，用于求解得到'alpha'的值，具体功能要看func_svm函数的内部实现
[alpha]= func_svm(Ker, C, Para);
% Get positive and negative values to plot
% 获取用于绘图的正、负样本值，以下代码开始将数据矩阵'dats'中的数据按照其第三个元素（可能是类别标签等标识信息）的正负进行分类，分别存储到不同的变量中，方便后续绘图展示等操作
Lab1 = [];
Lab2 = [];
% 开始循环，循环变量为i，循环范围从1到'dats'矩阵的行数，用于遍历数据矩阵中的每一个数据点，根据其第三个元素的值进行分类操作
for i = 1:size(dats, 1)
% 判断数据矩阵'dats'中第i个数据点的第三个元素是否大于0，如果大于0，则将该数据点的前两个元素（可能是特征值等信息）组成的行向量添加到变量'Lab1'中，这里'Lab1'用于存储正样本的数据点特征信息
if( dats(i, 3) > 0 )
Lab1 = [Lab1; dats(i, 1:2)];
else
% 如果数据矩阵'dats'中第i个数据点的第三个元素不大于0（即小于等于0），则将该数据点的前两个元素组成的行向量添加到变量'Lab2'中，'Lab2'用于存储负样本的数据点特征信息
Lab2 = [Lab2; dats(i, 1:2)];
end
end
w = [0 0 0];
% 初始化一个向量w，元素初始化为全0，从后续代码看w可能与计算分类超平面的权重等相关，这里先进行初始化，后续会通过循环累加的方式更新其值
% Get the weight matrix
% 获取权重矩阵，以下代码通过循环根据前面计算得到的'alpha'以及数据矩阵'dats'中的数据来更新向量w的值，构建出与分类相关的权重向量（可能用于表示分类超平面的法向量等，具体要看算法背景）
for i = 1:size(dats, 1)
% 将向量w的值更新为原来的值加上根据当前数据点（第i个数据点）计算得到的一个加权向量，具体是用'alpha'中第i个元素乘以由第i个数据点的前两个元素拼接上数字1组成的行向量，再乘以该数据点的第三个元素（类别相关标识），然后累加到w上，通过循环遍历完所有数据点完成权重向量w的构建
w = w + alpha(i)*[dats(i, 1:2), 1]*dats(i,3);
end
x = dats(:,1:2);
% 提取数据矩阵'dats'的前两列数据赋值给变量x，这里x可能表示数据集中的特征部分（去除了可能用于类别标识等的第三列数据），方便后续用于计算分类边界等相关操作
yper = (-w(1)*x - w(3))/w(2);
% 计算分类边界对应的函数值（从形式看可能是线性分类器中对于给定特征x计算得到的分类决策边界的表达式），将其存储在变量'yper'中，具体计算方式是通过向量w的元素以及特征数据x按照一定的线性关系进行运算，这里的计算可能用于后续绘图展示分类边界或者进行分类预测等操作
figure;
plot(x,yper,'g','LineWidth',2);
hold on;
plot(Lab1(:,1),Lab1(:,2),'bs',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',7,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on;
plot(Lab2(:,1),Lab2(:,2),'r>',...
'LineWidth',1,...
'MarkerSize',7,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);
xlim([4,7]);
ylim([2,4.5]);
xlabel('X');
ylabel('Y');
hold off;
cnt=1;
for i = 1:size(dats, 1)
L = (-w(1)*dats(i,1) - w(3))/w(2);
if L < dats(i,2) & dats(i,3)==1
cnt=cnt+1;
end
if L >= dats(i,2) & dats(i,3)==-1
cnt=cnt+1;
end
end
title(['GA-SVM分类结果,识别率：',num2str(cnt/size(dats, 1))]);
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4.算法理论概述
支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是一种强大的机器学习算法，在数据分类、回归分析等领域有着广泛的应用。然而，SVM 的性能很大程度上依赖于其关键参数的选择，如惩罚参数、核函数参数等。遗传算法（Genetic Algorithm，GA）作为一种启发式的全局优化算法，具有良好的搜索能力，能够在复杂的参数空间中找到较优解。
基于遗传优化 SVM 的数据分类算法的核心思想是利用遗传算法强大的全局搜索能力来寻找 SVM 的最优参数组合（如惩罚参数c 、核函数相关参数等），然后用优化后的参数构建 SVM 分类器，对数据进行分类。
具体来说，首先确定要优化的 SVM 参数范围以及遗传算法的相关参数（如种群规模、交叉概率、变异概率、最大迭代次数等），然后通过遗传算法在参数空间中不断搜索，每次用搜索到的参数组合训练 SVM 分类器，并根据分类器在训练集或验证集上的性能（通过适应度函数评估）来引导遗传算法的搜索方向，最终找到使得 SVM 分类性能最优的参数组合。
5.算法完整程序工程
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