CPO-SVM分类预测+特征贡献SHAP分析,通过特征贡献分析增强模型透明度,Matlab代码实现,引入SHAP方法打破黑箱限制,提供全局及局部双重解释视角

代码功能

该Matlab代码实现了一个基于CPO-SVM冠豪猪算法优化支持向量机的数据分类模型,结合了SHAP可解释性分析,CPO选择最佳的SVM参数c和g。

SVM模型有两个非常重要的参数C与gamma。其中 C是惩罚系数,即对误差的宽容度。c越高,说明越不能容忍出现误差,容易过拟合。C越小,容易欠拟合。C过大或过小,泛化能力变差 。gamma是选择RBF函数作为kernel后,该函数自带的一个参数。隐含地决定了数据映射到新的特征空间后的分布,gamma越大,支持向量越少,gamma值越小,支持向量越多。支持向量的个数影响训练与预测的速度。

冠豪猪优化器(Crested Porcupine Optimizer, CPO)是一种新型的智能优化算法,该成果于2024年发表在SCI期刊Knowledge-Based Systems上。CPO算法受到冠豪猪的防御机制和觅食行为的启发,通过模拟冠豪猪的视觉、听觉、气味和物理攻击等行为,实现了对优化问题的高效求解。CPO算法的核心在于其独特的搜索机制,包括觅食阶段、群体协作阶段和自卫阶段,这些阶段共同作用,使得算法能够在复杂的搜索空间中找到最优解。

CPO-SVM+特征贡献SHAP分析,通过特征贡献分析增强模型透明度,Matlab代码实现,引入SHAP方法打破黑箱限制,提供全局及局部双重解释视角

该代码实现了一个基于CPO-SVM分类预测 的数据分类模型,结合了SHAP可解释性分析,主要功能包括:

  1. 数据预处理与划分
  2. CPO-SVM分类预测模型构建与训练
  3. 分类性能评估(准确率/混淆矩阵)
  4. 训练过程可视化
  5. 特征重要性分析(SHAP值)

算法步骤

  1. 数据准备阶段

    • 导入Excel数据集(最后一列为类别标签)
    • 分析数据维度(特征数/类别数/样本量)
    • 随机打乱数据集
    • 按类别分层划分训练集(70%)和测试集(30%)
  2. 数据预处理

    • 特征数据归一化(mapminmax)
  3. CPO-SVM分类预测模型构建

  4. 模型训练

  5. 性能评估

    • 计算训练/测试集准确率
    • 绘制预测结果对比曲线
    • 生成混淆矩阵
  6. SHAP可解释性分析

    • 计算测试样本的SHAP值
    • 绘制特征重要性排名
    • 生成特征依赖图

技术路线

原始数据 预处理 CPO-SVM分类预测分类预测模型 训练优化 性能评估 SHAP分析 特征重要性

运行环境要求

  1. MATLAB版本:≥2020b
  2. 自定义函数依赖
    • SHAP值计算
    • SHAP可视化

应用场景

  1. 序列分类
    • 设备故障诊断
    • 医疗信号分类
  2. 特征可解释性分析
    • 识别关键影响因素
    • 模型决策过程解释
    • 高维特征重要性排序

注意 :实际应用中需根据数据特性调整输入维度。SHAP分析部分计算成本较高,可通过减少numShapSamples参数控制样本量。

数据集



完整代码私信回复CPO-SVM分类预测+特征贡献SHAP分析,通过特征贡献分析增强模型透明度,Matlab代码实现