基于支持向量机的毒蕈识别应用研究

来源 :东北师范大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:chrisdc
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食品安全一直是关乎国家发展、社会稳定和每个人生命健康的重大问题,如何妥善解决食品安全领域存在的种种问题,已经成为我国政府当前面临的重要任务。2014全国两会公告和2014年公布的《一号文件》中都将食品安全上升成为基本国策,把食品安全放在首列。《中华人民共和国食品安全法》第一章第九条明确表明,国家鼓励并支持开展与食品安全有关的基础研究和应用研究,鼓励并支持食品生产经营者为提高食品安全水平采用先进技术和先进管理规范。通过文献的查阅,目前有关毒蕈识别的方法有许多,但由于材料、设备等实验条件或者需要大量的相关专业知识限制,现今的识别方法中没有一种既高效又可靠的分类方法。针对这一特点,本文运用支持向量机相关原理与真菌分类学鉴定法相结合,提出一种基于支持向量机的毒蕈识别方法,并建立分类模型。分析并设计毒蕈识别系统实现了高效、可靠的毒蕈识别应用。本文所做工作如下:(1)建立蕈菌特征编码表。整理收集蕈菌相关资料,比较毒蕈的三种识别方法:形态识别法、动物检验法和化学检测法。选用形态识别法中的真菌分类学鉴定法作为毒蕈的识别方法。该方法进行判断是依据蕈菌的结构特征进行综合分析,由此方法的判断依据,整理选择进行分类的特征。根据信息编码原则设计分类编码系统,对整理好的结构特征进行编码,建立分类编码表。使结构特征的文字叙述可以转换成计算机可以处理的样本向量形式。(2)建立毒蕈识别模型。根据支持向量机相关知识,建立基于支持向量机的识别模型。由于毒蕈识别属于非线性的分类问题,通过对支持向量核函数进行比较,选择径向基核函数作为核函数。研究支持向量机的主要问题就是求解凸二次规划的最小值,利用梯度下降算法求解。(3)毒蕈识别系统的分析与设计。本系统采用三层架构,根据面向对象程序设计思想对系统进行分析与设计。系统提供了对蕈菌信息的管理,并且可以通过上传更新信息。根据建立的毒蕈识别模型,通过程序设计实现毒蕈识别分类与管理。(4)通过实验进行增量的训练过程,在训练的过程中保留已有的训练结果,对新的增量样本进行训练。由于信息是不断增加的,这样训练的过程避免了由于新样本加入而重新训练全部样本。实验结果中,分类的正确度随着样本的增量的加入而不断的提高,具有良好的分类效果。本文设计的基于支持向量机的毒蕈识别应用,根据传统识别方法利用计算机应用提出一种识别毒蕈的新思路与新的方法。分类的正确度随着样本的增量的加入而不断的提高,在实际应用过程中通过不断积累样本集,而逐步提高训练的正确度。实验证实分类器具有良好的分类效果。并通过系统设计实现了将支持向量机相关原理与真菌分类学鉴定法相结合的实际应用,与传统毒蕈识别相比,基于支持向量机的毒蕈识别应用具有方法简单,速度快的特点。
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