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2025/12/27 19:24:09 网站建设 项目流程

CNN卷积神经网络多特征分类预测(Matlab) 保证原始程序有效运行 1.运行环境Matlab2018b及以上; 2.可视化输出分类准确率。 3.输入12个特征,输出4类标签。

% 生成1000个样本,每个样本12个特征 X = rand(1000,12); % 随机生成1-4的标签 Y = randi(4,1000,1); % 转成Matlab需要的存储格式 data = cell(1000,1); for i=1:1000 data{i} = [X(i,:); Y(i)]; end

接下来搭建网络结构。这里用1D卷积处理特征序列,核心代码长这样:

layers = [ sequenceInputLayer(12) % 12个特征输入 convolution1dLayer(3,16,'Padding','same') % 3长度卷积核 reluLayer maxPooling1dLayer(2,'Stride',2) fullyConnectedLayer(64) reluLayer fullyConnectedLayer(4) % 输出4分类 softmaxLayer classificationLayer];

关键点解析

  • 卷积层用了16个3长度的滤波器,Padding='same'保证输出长度不变
  • MaxPooling层用步长2做下采样,压缩数据量
  • 中间夹着的全连接层带64个神经元,起特征融合作用

训练参数配置别太复杂,新手容易翻车:

options = trainingOptions('adam',... 'InitialLearnRate',0.005,... 'MaxEpochs',20,... 'Plots','training-progress'); net = trainNetwork(data, layers, options);

这里用Adam优化器,学习率0.005是个折中值。epoch设20次主要防过拟合,实际跑的时候看loss曲线调整。

测试阶段整点实际的:

[pred, scores] = classify(net, testData); acc = sum(pred == testLabels)/numel(testLabels); disp(['准确率:',num2str(acc*100),'%'])

可视化部分用Matlab自带的混淆矩阵:

confusionchart(testLabels, pred) title('分类结果混淆矩阵')

避坑指南

  • 数据记得打乱顺序,别让同类样本扎堆
  • 遇到NaNloss尝试调小学习率
  • 准确率卡在25%左右说明模型根本没学,检查标签是否匹配输出层维度

完整跑通后大概能看到这样的效果:

准确率:87.6%

混淆矩阵对角线越深越好,出现明显偏差得回去查特征工程。

最后说个骚操作——实时监控训练过程:

options = trainingOptions('adam',... 'OutputFcn',@(info)myCustomPlotFunction(info),... 'Plots','none');

自己写个myCustomPlotFunction,能把loss曲线和准确率画在一起,方便调试。

记住,别死磕模型参数,特征质量才是王道。某个特征如果方差接近0,趁早删了省得干扰模型判断。

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