OpenCV机器学习(2)提升算法类cv::ml::Boost

操作系统:ubuntu22.04

  • OpenCV版本:OpenCV4.9
  • IDE:Visual Studio Code
  • 编程语言:C++11

算法描述

cv::ml::Boost 是 OpenCV 机器学习模块中的一部分,用于实现提升算法(Boosting Algorithms)。Boosting 是一种集成学习方法,通过组合多个弱学习器来创建一个强学习器。OpenCV 提供了对几种不同类型的 Boosting 算法的支持,包括 Discrete AdaBoost、Real AdaBoost、LogitBoost 和 Gentle AdaBoost。

主要特点

  • 多种 Boosting 方法:支持 Discrete AdaBoost、Real AdaBoost、LogitBoost 和 Gentle AdaBoost。
  • 训练和预测:可以使用给定的数据集训练模型,并对新数据进行预测。
  • 可配置参数:如弱学习器的类型、迭代次数等。

常用成员函数

以下是一些常用的 cv::ml::Boost 类成员函数:

创建和设置模型:

  • create(): 创建一个新的 Boost 模型实例。
  • setBoostType(int boostType): 设置 Boosting 的类型(例如 BOOST_DISCRETE, BOOST_REAL, BOOST_LOGIT, BOOST_GENTLE)。
  • setWeakCount(int weakCount): 设置弱分类器的数量。
  • setWeightTrimRate(double weightTrimRate): 设置权重修剪率,用于减少计算量。

训练模型:

  • train(const Ptr& trainData, int flags=0): 使用提供的训练数据训练模型。

预测:

  • predict(InputArray samples, OutputArray results=noArray(), int flags=0) const: 对新样本进行预测。

保存与加载模型:

  • save(const String& filename): 将模型保存到文件。
  • load(const String& filename): 从文件加载模型。

使用步骤

  • 准备数据:首先需要准备好你的训练数据集,包括特征向量和对应的标签。
  • 初始化 Boost 模型:使用 cv::ml::Boost::create() 创建一个新的 Boost 模型,并根据需求设置相应的参数。
  • 训练模型:调用 train() 方法,传入你的训练数据来进行模型训练。
  • 评估模型:可以通过交叉验证或者在独立的测试集上评估模型性能。
  • 预测新数据:使用训练好的模型对新的未见过的数据进行预测。

代码示例

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <opencv2/ml.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;
using namespace cv::ml;
using namespace std;

int main()
{
    // 准备训练数据
    // 这里我们创建一个简单的二分类问题的数据集
    // 特征向量和对应的标签
    Mat samples = ( Mat_< float >( 4, 2 ) << 0.5, 1.0, 1.0, 1.5, 2.0, 0.5, 1.5, 0.0 );

    Mat responses = ( Mat_< int >( 4, 1 ) << 0, 0, 1, 1 );

    // 创建并配置 Boost 模型
    Ptr< Boost > boost = Boost::create();
    boost->setBoostType( Boost::GENTLE );  // 设置为 Gentle AdaBoost
    boost->setWeakCount( 100 );            // 弱学习器的数量
    boost->setWeightTrimRate( 0.95 );      // 权重修剪率

    // 训练模型
    boost->train( TrainData::create( samples, ROW_SAMPLE, responses ) );

    // 保存模型
    boost->save( "boost_model.yml" );

    // 对新样本进行预测
    Mat sample     = ( Mat_< float >( 1, 2 ) << 1.6, 0.7 );
    float response = boost->predict( sample );

    cout << "The predicted response for the sample is: " << response << endl;

    return 0;
}
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