python手写数字识别knn算法不使用sklearn
时间: 2023-07-28 07:41:13 浏览: 97
好的,我可以为您讲解一下 Python 手写数字识别 KNN 算法的实现方法,以下是一种基本的实现思路:
1. 首先,需要准备一个手写数字数据集,可以使用 MNIST 数据集或者其他类似的数据集。
2. 对数据集进行预处理,将每张图片转化为一维向量,并将像素值归一化到 [0, 1] 的范围内。
3. 实现 KNN 算法的训练和预测过程。在训练过程中,需要计算每个样本与所有其他样本的距离,并将其存储在一个距离矩阵中。在预测过程中,对于一个新的测试样本,需要计算其与所有训练样本的距离,并选取距离最小的 k 个样本,根据其标签进行投票,最终确定测试样本的标签。
以下是一个简单的 Python 实现示例:
```python
import numpy as np
# 定义 KNN 算法
class KNN:
def __init__(self, k=5):
self.k = k
def fit(self, X, y):
self.X = X
self.y = y
def predict(self, X):
y_pred = []
for x in X:
distances = np.sum((self.X - x) ** 2, axis=1)
indices = np.argsort(distances)[:self.k]
labels = self.y[indices]
y_pred.append(np.bincount(labels).argmax())
return np.array(y_pred)
# 加载数据集
def load_data():
# 加载 MNIST 数据集
from keras.datasets import mnist
(X_train, y_train), (X_test, y_test) = mnist.load_data()
# 将像素值归一化到 [0, 1]
X_train = X_train.reshape(-1, 28 * 28) / 255.0
X_test = X_test.reshape(-1, 28 * 28) / 255.0
return X_train, y_train, X_test, y_test
# 计算准确率
def accuracy(y_true, y_pred):
return np.mean(y_true == y_pred)
# 测试 KNN 算法
X_train, y_train, X_test, y_test = load_data()
model = KNN(k=5)
model.fit(X_train[:1000], y_train[:1000])
y_pred = model.predict(X_test[:100])
acc = accuracy(y_test[:100], y_pred)
print("Accuracy:", acc)
```
需要注意的是,这个示例代码并没有使用 `scikit-learn` 库中的 `KNeighborsClassifier` 类,而是手动实现了一个简单的 KNN 算法。
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