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:
- 数据预处理与划分
- CPO-SVM分类预测模型构建与训练
- 分类性能评估(准确率/混淆矩阵)
- 训练过程可视化
- 特征重要性分析(SHAP值)
算法步骤
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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%)
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数据预处理
- 特征数据归一化(mapminmax)
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CPO-SVM分类预测模型构建
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模型训练
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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
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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
运行环境要求
- MATLAB版本:≥2020b
- 自定义函数依赖:
- SHAP值计算
- SHAP可视化
应用场景
- 序列分类:
- 设备故障诊断
- 医疗信号分类
- 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