利用opencv3.4.1進行正態貝葉斯分類

 當樣本的特徵向量滿足多維正態分佈時,對於分類任務,可以使用正態貝葉斯分類方法,進行訓練。使用OpenCV3.4.1中的ML模塊,具體實現demo如下:

#include"pch.h"
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/ml/ml.hpp>

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

int main()
{
	const int Kwidth = 512;
	const int Kheight = 512;

	//用於顯示分類結果的圖像
	Mat image = Mat::zeros(Kheight, Kwidth, CV_8UC3);

	//組織分類標籤
	int labels[30];
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		labels[i] = 1;
	for (int i = 10; i < 20; i++)
		labels[i] = 2;
	for (int i = 20; i < 30; i++)
		labels[i] = 3;
	Mat labelsMat(30, 1, CV_32SC1, labels);


	//組織訓練數據,三類數據,每個數據點爲二維特徵向量
	float trainDataArray[30][2];
	RNG rng;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		trainDataArray[i][0] = 250 + static_cast<float>(rng.gaussian(30));
		trainDataArray[i][1] = 250 + static_cast<float>(rng.gaussian(30));
	}
	for (int i = 10; i < 20; i++)
	{
		trainDataArray[i][0] = 150 + static_cast<float>(rng.gaussian(30));
		trainDataArray[i][1] = 150 + static_cast<float>(rng.gaussian(30));
	}
	for (int i = 20; i < 30; i++)
	{
		trainDataArray[i][0] = 320 + static_cast<float>(rng.gaussian(30));
		trainDataArray[i][1] = 150 + static_cast<float>(rng.gaussian(30));
	}
	Mat trainingDataMat(30, 2, CV_32FC1, trainDataArray);

	// 創建貝葉斯分類器
	Ptr<NormalBayesClassifier> model = NormalBayesClassifier::create();

	// 設置訓練數據
	Ptr<TrainData> tData = TrainData::create(trainingDataMat, ROW_SAMPLE, labelsMat);

	//訓練分類器
	model->train(tData);

	//對圖像內所有512*512個背景點進行預測,不同的預測結果,圖像背景區域顯示不同的顏色
	Vec3b red(0,0,255), green(0, 255, 0), blue(255, 0, 0);
	for (int i = 0; i < image.rows; ++i)
		for (int j = 0; j < image.cols; ++j)
		{
			Mat sampleMat = (Mat_<float>(1, 2) << j, i);  //生成測試數據
			float response = model->predict(sampleMat);  //進行預測,返回1或-1
			if (response == 1) 
				image.at<Vec3b>(i, j) = red;
			else if (response == 2)
				image.at<Vec3b>(i, j) = green;
			else
				image.at<Vec3b>(i, j) = blue;
		}

	//把訓練樣本點,顯示在圖相框內
	for (int i = 0; i < trainingDataMat.rows; i++)
	{
		const float * v = trainingDataMat.ptr<float>(i);
		Point pt = Point((int)v[0], (int)v[1]);
		if (labels[i] == 1) //不同的圓點,標記不同的顏色
			circle(image, pt, 5, Scalar::all(0), -1, 8);
		else if (labels[i] == 2)
			circle(image, pt, 5, Scalar::all(128), -1, 8);
		else 
			circle(image, pt, 5, Scalar::all(255), -1, 8);
	}

	//顯示分類結果圖像
	imshow("貝葉斯分類器示例", image);
	waitKey(0);

	return 0;
}

運行如上程序,結果如下:

 

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