Knn(k-Nearest Neighbor)学习是一种常用的监督学习方法,采用的"近朱则赤,近墨则黑"的思想,给定测试样本,基于某种距离度量找出训练集中与其靠近的k个训练样本,然后基于k个"邻居"的信息来进行预测,通常用"投票法"来预测结果。

Knn学习是"懒惰学习"的代表,它的训练阶段只是把样本保存起来,训练开销为0,待收到测试样本后再进行处理。

本文介绍一种Knn的简单手写数字识别算法,首先明确手写的数字是在128x128的画板上。

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图1:手写示例

算法步骤:

1. 在128x128画板下绘制0-9各100张训练样本;

2. 归一化到32x32大小图像。

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图2:手写示例

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图3:归一化示例

3. 提取特征,这里只讲简单特征,提取图像的目标值和,图像上半部分目标之和,图像下半部分目标之和,第一个特征v1为上半和除以总和,第二个特征v2为下半和除以总和。

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图4:总和

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图5:上半和

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图6:下半和

4. 将训练样本分别提取特征,做成1000x3的矩阵。第一列为特征v1,第二列为特征v2,第三列为类别,0-9的数字。

5. 测试样本按3提取特征v1,v2,与训练样本特征矩阵的前两列求距离,选出欧氏距离最小的10组,统计他们的类别,最多的类别如大于5,则确定为该类别。

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图7:识别

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