SVM是一種常用的機器學習算法,在人工智能、模式識別、圖像識別等領(lǐng)域有著非常廣泛的應用,本節(jié)將結(jié)合FastCV庫提供的fcvSVMPredict2Classf32機器學習函數(shù)API,對SVM原理及用法進行介紹,為后續(xù)大家在使用FastCV進行圖像識別類的應用開發(fā)提供參考。
一、FastCV簡介FastCV是Qualcomm公司開發(fā)提供的專注于移動平臺的計算機視覺庫(Computer vision library),該庫針對ARM平臺進行設(shè)計,并且針對Qualcomm處理器進行了優(yōu)化,相對于OpenCV和JavaCv其性能有了大幅度的提高,非常適合移動設(shè)備各種圖像處理,如三維重建、目標跟蹤、人臉識別等。
FastCV提供的API結(jié)構(gòu)如下圖1所示,根據(jù)其提供的功能分類主要包括數(shù)學/適量運算、圖像處理、圖像變換、特征檢測、對象檢測、三維重建、色彩轉(zhuǎn)換、聚類和搜索、運動和對象跟蹤、形狀和繪圖、內(nèi)存管理和SVM機器學習13個部分,通過fastcv提供的這些API接口你可以方便的完成各種圖像處理應用的設(shè)計。極大的簡化的設(shè)計過程,提高程序的穩(wěn)定性和可靠性。后續(xù)將針對fastcv提供的SVM機器學習進行詳細介紹。
圖1 fastCV功能結(jié)構(gòu)
二、SVM機器學習基本原理支持向量機,因其英文名為support vector machine,故一般簡稱SVM,通俗來講,它是一種二類分類模型,其基本模型定義為特征空間上的間隔最大的線性分類器,其學習策略便是間隔最大化,最終可轉(zhuǎn)化為一個凸二次規(guī)劃問題的求解。具體的SVM的原理是非常深奧的,其涉及到的數(shù)學理論非常多,并且通常還需要涉及到多維空間,從存粹的數(shù)學理論很難理解SVM的基本原理,并且介紹SVM的數(shù)學原理的內(nèi)容也非常多(如http://www.dataguru.cn/thread-371987-1-1.html就對SVM的原理進行了詳細介紹),這里將通過一個經(jīng)典的SVM分類例子來向大家介紹SVM的基本原理。
假設(shè)現(xiàn)在你是一個農(nóng)場主,圈養(yǎng)了一批羊群,但為預防狼群襲擊羊群,你需要搭建一個籬笆來把羊群圍起來。但是籬笆應該建在哪里呢?你很可能需要依據(jù)牛群和狼群的位置建立一個“分類器”,比較下圖這幾種不同的分類器,我們可以看到SVM完成了一個很完美的解決方案,如下圖2所示,這就是景點的SVM分類原理。
圖2 農(nóng)場主搭建籬笆SVM經(jīng)典例子示意圖
三、fastCV中SVM接口參數(shù)解析在fastCV中提供了SVM方法調(diào)用API接口,通過調(diào)用該接口可以方便的實現(xiàn)SVM學習功能,起API函數(shù)原型如下:
FASTCV_API fcvStatus fcvSVMPredict2Classf32( fcvSVMKernelType kernelType,
uint32_tdegree,
float32_tgamma,
float32_tcoef0,
const float32_t *__restrictsv,
uint32_tsvLen,
uint32_tsvNum,
uint32_tsvStride,
const float32_t *__restrictsvCoef,
float32_trho,
const float32_t *__restrictvec,
uint32_tvecNum,
uint32_tvecStride,
float32_t *__restrictconfidence
)
該函數(shù)返回通過SVM學習策略計算得到的當前樣本的置信度,其計算公式如下(同時該值還可以通過libSVM和OpenCV提供的SVM訓練得到):
confidence(i) = sum_j( svCoef[j] * Kernel(vec_i, sv_j) - rho;
為了學會調(diào)用該函數(shù),就需要了解上述函數(shù)的各個參數(shù)的意義及具體的設(shè)置方法,以下是上述參數(shù)的意義和設(shè)置方法總結(jié):
kernelType:核函數(shù)類型這里可以選擇 ‘FASTCV_SVM_LINEAR’,‘FASTCV_SVM_POLY’,‘FASTCV_SVM_RBF’,‘FASTCV_SVM_SIGMOID’等;
degree: 設(shè)置核函數(shù)的深度,為整數(shù),通常設(shè)置為3;
gamma:核函數(shù)中的gamma函數(shù)設(shè)置(針對多項式/rbf/sigmoid核函數(shù))(默認1/ k);
coef0:核函數(shù)中的coef0設(shè)置(針對多項式/sigmoid核函數(shù))((默認0);
sv :支持特征向量;
svLen: 特征長度, (support vector length = feature length)。
svNum: 支持特征向量個數(shù)
svStride:支持向量跨度 ;
svCoef: sv系數(shù),長度設(shè)置為sv個數(shù) ;
rho SVM 偏置參數(shù);
vec 檢測向量;
vecNum 檢測向量個數(shù);
vecStride 監(jiān)測向量跨度;
以上就是fastCV中提供的SVM接口介紹,在后續(xù)章節(jié)將進一步結(jié)合圖像處理,來帶大家用SVM來實現(xiàn)相關(guān)的分類和圖片識別,大家如果想進一步了解更多的關(guān)于fastcv庫的內(nèi)容可以訪問Qualcomm的https://developer.qualcomm.com/docs/fastcv/api/index.html網(wǎng)站查閱更多信息。