神经网络的模型参数调优的方法有哪些

神经网络参数如何确定

神经网络各个网络参数设定原则:①、网络节点  网络输入层神经元节点数就是系统的特征因子(自变量)个数,输出层神经元节点数就是系统目标个数。隐层节点选按经验选取,一般设为输入层节点数的75%。

如果输入层有7个节点,输出层1个节点,那么隐含层可暂设为5个节点,即构成一个7-5-1 BP神经网络模型。在系统训练时,实际还要对不同的隐层节点数4、5、6个分别进行比较,最后确定出最合理的网络结构。

②、初始权值的确定  初始权值是不应完全相等的一组值。已经证明,即便确定  存在一组互不相等的使系统误差更小的权值,如果所设Wji的的初始值彼此相等,它们将在学习过程中始终保持相等。

故而,在程序中,我们设计了一个随机发生器程序,产生一组一0.5~+0.5的随机数,作为网络的初始权值。

③、最小训练速率  在经典的BP算法中,训练速率是由经验确定,训练速率越大,权重变化越大,收敛越快;但训练速率过大,会引起系统的振荡,因此,训练速率在不导致振荡前提下,越大越好。

因此,在DPS中,训练速率会自动调整,并尽可能取大一些的值,但用户可规定一个最小训练速率。该值一般取0.9。④、动态参数  动态系数的选择也是经验性的,一般取0.6 ~0.8。

⑤、允许误差  一般取0.001~0.00001,当2次迭代结果的误差小于该值时,系统结束迭代计算,给出结果。⑥、迭代次数  一般取1000次。

由于神经网络计算并不能保证在各种参数配置下迭代结果收敛,当迭代结果不收敛时,允许最大的迭代次数。⑦、Sigmoid参数 该参数调整神经元激励函数形式,一般取0.9~1.0之间。⑧、数据转换。

在DPS系统中,允许对输入层各个节点的数据进行转换,提供转换的方法有取对数、平方根转换和数据标准化转换。扩展资料:神经网络的研究内容相当广泛,反映了多学科交叉技术领域的特点。

主要的研究工作集中在以下几个方面:1.生物原型从生理学、心理学、解剖学、脑科学、病理学等方面研究神经细胞、神经网络、神经系统的生物原型结构及其功能机理。

2.建立模型根据生物原型的研究,建立神经元、神经网络的理论模型。其中包括概念模型、知识模型、物理化学模型、数学模型等。

3.算法在理论模型研究的基础上构作具体的神经网络模型,以实现计算机模拟或准备制作硬件,包括网络学习算法的研究。这方面的工作也称为技术模型研究。

神经网络用到的算法就是向量乘法,并且广泛采用符号函数及其各种逼近。并行、容错、可以硬件实现以及自我学习特性,是神经网络的几个基本优点,也是神经网络计算方法与传统方法的区别所在。

参考资料:百度百科-神经网络(通信定义)

谷歌人工智能写作项目:神经网络伪原创

SPSS的神经网络模型参数设置疑问

神经网络Hopfield模型

一、Hopfield模型概述1982年,美国加州工学院J.Hopfield发表一篇对人工神经网络研究颇有影响的论文。他提出了一种具有相互连接的反馈型人工神经网络模型——Hopfield人工神经网络。

Hopfield人工神经网络是一种反馈网络(Recurrent Network),又称自联想记忆网络。

其目的是为了设计一个网络,存储一组平衡点,使得当给网络一组初始值时,网络通过自行运行而最终收敛到所存储的某个平衡点上。

Hopfield网络是单层对称全反馈网络,根据其激活函数的选取不同,可分为离散型Hopfield网络(Discrete Hopfield Neural Network,简称 DHNN)和连续型 Hopfield 网络(Continue Hopfield Neural Network,简称CHNN)。

离散型Hopfield网络的激活函数为二值型阶跃函数,主要用于联想记忆、模式分类、模式识别。这个软件为离散型Hopfield网络的设计、应用。

二、Hopfield模型原理离散型Hopfield网络的设计目的是使任意输入矢量经过网络循环最终收敛到网络所记忆的某个样本上。

正交化的权值设计这一方法的基本思想和出发点是为了满足下面4个要求:1)保证系统在异步工作时的稳定性,即它的权值是对称的,满足wij=wji,i,j=1,2…,N;2)保证所有要求记忆的稳定平衡点都能收敛到自己;3)使伪稳定点的数目尽可能地少;4)使稳定点的吸引力尽可能地大。

正交化权值的计算公式推导如下:1)已知有P个需要存储的稳定平衡点x1,x2…,xP-1,xP,xp∈RN,计算N×(P-1)阶矩阵A∈RN×(P-1):A=(x1-xPx2-xP…xP-1-xP)T。

2)对A做奇异值分解A=USVT,U=(u1u2…uN),V=(υ1υ2…υP-1),中国矿产资源评价新技术与评价新模型Σ=diαg(λ1,λ2,…,λK),O为零矩阵。

K维空间为N维空间的子空间,它由K个独立的基组成:K=rαnk(A),设{u1u2…uK}为A的正交基,而{uK+1uK+2…uN}为N维空间的补充正交基。下面利用U矩阵来设计权值。

3)构造中国矿产资源评价新技术与评价新模型总的连接权矩阵为:Wt=Wp-T·Wm,其中,T为大于-1的参数,缺省值为10。

Wp和Wm均满足对称条件,即(wp)ij=(wp)ji,(wm)ij=(wm)ji,因而Wt中分量也满足对称条件。这就保证了系统在异步时能够收敛并且不会出现极限环。

4)网络的偏差构造为bt=xP-Wt·xP。下面推导记忆样本能够收敛到自己的有效性。

(1)对于输入样本中的任意目标矢量xp,p=1,2,…,P,因为(xp-xP)是A中的一个矢量,它属于A的秩所定义的K个基空间的矢量,所以必存在系数α1,α2,…,αK,使xp-xP=α1u1+α2u2+…+αKuK,即xp=α1u1+α2u2+…+αKuK+xP,对于U中任意一个ui,有中国矿产资源评价新技术与评价新模型由正交性质可知,上式中当i=j, ;当i≠j, ;对于输入模式xi,其网络输出为yi=sgn(Wtxi+bt)=sgn(Wpxi-T·Wmxi+xP-WpxP+T·WmxP)=sgn[Wp(xi-xP)-T·Wm(xi-xP)+xP]=sgn[(Wp-T·Wm)(xi-xP)+xP]=sgn[Wt(xi-xP)+xP]=sgn[(xi-xP)+xP]=xi。

(2)对于输入模式xP,其网络输出为yP=sgn(WtxP+bt)=sgn(WtxP+xP-WtxP)=sgn(xP)=xP。

(3)如果输入一个不是记忆样本的x,网络输出为y=sgn(Wtx+bt)=sgn[(Wp-T·Wm)(x-xP)+xP]=sgn[Wt(x-xP)+xP]。

因为x不是已学习过的记忆样本,x-xP不是A中的矢量,则必然有Wt(x-xP)≠x-xP,并且再设计过程中可以通过调节Wt=Wp-T·Wm中的参数T的大小来控制(x-xP)与xP的符号,以保证输入矢量x与记忆样本之间存在足够的大小余额,从而使sgn(Wtx+bt)≠x,使x不能收敛到自身。

用输入模式给出一组目标平衡点,函数HopfieldDesign( )可以设计出 Hopfield 网络的权值和偏差,保证网络对给定的目标矢量能收敛到稳定的平衡点。

设计好网络后,可以应用函数HopfieldSimu( ),对输入矢量进行分类,这些输入矢量将趋近目标平衡点,最终找到他们的目标矢量,作为对输入矢量进行分类。

三、总体算法1.Hopfield网络权值W[N][N]、偏差b[N]设计总体算法应用正交化权值设计方法,设计Hopfield网络;根据给定的目标矢量设计产生权值W[N][N],偏差b[N];使Hopfield网络的稳定输出矢量与给定的目标矢量一致。

1)输入P个输入模式X=(x[1],x[2],…,x[P-1],x[P])输入参数,包括T、h;2)由X[N][P]构造A[N][P-1]=(x[1]-x[P],x[2]-x[P],…,x[P-1]-x[P]);3)对A[N][P-1]作奇异值分解A=USVT;4)求A[N][P-1]的秩rank;5)由U=(u[1],u[2],…,u[K])构造Wp[N][N];6)由U=(u[K+1],…,u[N])构造Wm[N][N];7)构造Wt[N][N]=Wp[N][N]-T*Wm[N][N];8)构造bt[N]=X[N][P]-Wt[N][N]*X[N][P];9)构造W[N][N](9~13),构造W1[N][N]=h*Wt[N][N];10)求W1[N][N]的特征值矩阵Val[N][N](对角线元素为特征值,其余为0),特征向量矩阵Vec[N][N];11)求Eval[N][N]=diag{exp[diag(Val)]}[N][N];12)求Vec[N][N]的逆Invec[N][N];13)构造W[N][N]=Vec[N][N]*Eval[N][N]*Invec[N][N];14)构造b[N],(14~15),C1=exp(h)-1,C2=-(exp(-T*h)-1)/T;15)构造中国矿产资源评价新技术与评价新模型Uˊ——U的转置;16)输出W[N][N],b[N];17)结束。

2.Hopfield网络预测应用总体算法Hopfield网络由一层N个斜坡函数神经元组成。应用正交化权值设计方法,设计Hopfield网络。根据给定的目标矢量设计产生权值W[N][N],偏差b[N]。

初始输出为X[N][P],计算X[N][P]=f(W[N][N]*X[N][P]+b[N]),进行T次迭代,返回最终输出X[N][P],可以看作初始输出的分类。

3.斜坡函数中国矿产资源评价新技术与评价新模型输出范围[-1,1]。四、数据流图Hopfield网数据流图见附图3。

五、调用函数说明1.一般实矩阵奇异值分解(1)功能用豪斯荷尔德(Householder)变换及变形QR算法对一般实矩阵进行奇异值分解。

(2)方法说明设A为m×n的实矩阵,则存在一个m×m的列正交矩阵U和n×n的列正交矩阵V,使中国矿产资源评价新技术与评价新模型成立。

其中Σ=diag(σ0,σ1,…σp)p⩽min(m,n)-1,且σ0≥σ1≥…≥σp>0,上式称为实矩阵A的奇异值分解式,σi(i=0,1,…,p)称为A的奇异值。

奇异值分解分两大步:第一步:用豪斯荷尔德变换将A约化为双对角线矩阵。

即中国矿产资源评价新技术与评价新模型其中中国矿产资源评价新技术与评价新模型 中的每一个变换Uj(j=0,1,…,k-1)将A中的第j列主对角线以下的元素变为0,而 中的每一个变换Vj(j=0,1,…,l-1)将A中的第j行主对角线紧邻的右次对角线元素右边的元素变为0。

]]j具有如下形式:中国矿产资源评价新技术与评价新模型其中ρ为一个比例因子,以避免计算过程中的溢出现象与误差的累积,Vj是一个列向量。

即Vj=(υ0,υ1,…,υn-1),则中国矿产资源评价新技术与评价新模型其中中国矿产资源评价新技术与评价新模型第二步:用变形的QR算法进行迭代,计算所有的奇异值。

即:用一系列的平面旋转变换对双对角线矩阵B逐步变换成对角矩阵。

在每一次的迭代中,用变换中国矿产资源评价新技术与评价新模型其中变换 将B中第j列主对角线下的一个非0元素变为0,同时在第j行的次对角线元素的右边出现一个非0元素;而变换Vj,j+1将第j-1行的次对角线元素右边的一个0元素变为0,同时在第j列的主对角线元素的下方出现一个非0元素。

由此可知,经过一次迭代(j=0,1,…,p-1)后,B′仍为双对角线矩阵。但随着迭代的进行。最后收敛为对角矩阵,其对角线上的元素为奇异值。

在每次迭代时,经过初始化变换V01后,将在第0列的主对角线下方出现一个非0元素。在变换V01中,选择位移植u的计算公式如下:中国矿产资源评价新技术与评价新模型最后还需要对奇异值按非递增次序进行排列。

在上述变换过程中,若对于某个次对角线元素ej满足|ej|⩽ε(|sj+1|+|sj|)则可以认为ej为0。若对角线元素sj满足|sj|⩽ε(|ej-1|+|ej|)则可以认为sj为0(即为0奇异值)。

其中ε为给定的精度要求。

(3)调用说明int bmuav(double*a,int m,int n,double*u,double*v,double eps,int ka),本函数返回一个整型标志值,若返回的标志值小于0,则表示出现了迭代60次还未求得某个奇异值的情况。

此时,矩阵的分解式为UAVT;若返回的标志值大于0,则表示正常返回。形参说明:a——指向双精度实型数组的指针,体积为m×n。

存放m×n的实矩阵A;返回时,其对角线给出奇异值(以非递增次序排列),其余元素为0;m——整型变量,实矩阵A的行数;n——整型变量,实矩阵A的列数;u——指向双精度实型数组的指针,体积为m×m。

返回时存放左奇异向量U;υ——指向双精度实型数组的指针,体积为n×n。返回时存放右奇异向量VT;esp——双精度实型变量,给定的精度要求;ka——整型变量,其值为max(m,n)+1。

2.求实对称矩阵特征值和特征向量的雅可比过关法(1)功能用雅可比(Jacobi)方法求实对称矩阵的全部特征值与相应的特征向量。(2)方法说明雅可比方法的基本思想如下。设n阶矩阵A为对称矩阵。

在n阶对称矩阵A的非对角线元素中选取一个绝对值最大的元素,设为apq。

利用平面旋转变换矩阵R0(p,q,θ)对A进行正交相似变换:A1=R0(p,q,θ)TA,其中R0(p,q,θ)的元素为rpp=cosθ,rqq=cosθ,rpq=sinθ,rqp=sinθ,rij=0,i,j≠p,q。

如果按下式确定角度θ,中国矿产资源评价新技术与评价新模型则对称矩阵A经上述变换后,其非对角线元素的平方和将减少 ,对角线元素的平方和增加 ,而矩阵中所有元素的平方和保持不变。

由此可知,对称矩阵A每次经过一次变换,其非对角线元素的平方和“向零接近一步”。因此,只要反复进行上述变换,就可以逐步将矩阵A变为对角矩阵。

对角矩阵中对角线上的元素λ0,λ1,…,λn-1即为特征值,而每一步中的平面旋转矩阵的乘积的第i列(i=0,1,…,n-1)即为与λi相应的特征向量。

综上所述,用雅可比方法求n阶对称矩阵A的特征值及相应特征向量的步骤如下:1)令S=In(In为单位矩阵);2)在A中选取非对角线元素中绝对值最大者,设为apq;3)若|apq|<ε,则迭代过程结束。

此时对角线元素aii(i=0,1,…,n-1)即为特征值λi,矩阵S的第i列为与λi相应的特征向量。否则,继续下一步;4)计算平面旋转矩阵的元素及其变换后的矩阵A1的元素。

其计算公式如下中国矿产资源评价新技术与评价新模型5)S=S·R(p,q,θ),转(2)。

在选取非对角线上的绝对值最大的元素时用如下方法:首先计算实对称矩阵A的非对角线元素的平方和的平方根中国矿产资源评价新技术与评价新模型然后设置关口υ1=υ0/n,在非对角线元素中按行扫描选取第一个绝对值大于或等于υ1的元素αpq进行平面旋转变换,直到所有非对角线元素的绝对值均小于υ1为止。

再设关口υ2=υ1/n,重复这个过程。以此类推,这个过程一直作用到对于某个υk<ε为止。(3)调用说明void cjcbj(double*a,int n,double*v,double eps)。

形参说明:a——指向双精度实型数组的指针,体积为n×n,存放n阶实对称矩阵A;返回时,其对角线存放n个特征值;n——整型变量,实矩阵A的阶数;υ——指向双精度实型数组的指针,体积为n×n,返回特征向量,其中第i列为与λi(即返回的αii,i=0,1,……,n-1)对应的特征向量;esp——双精度实型变量。

给定的精度要求。3.矩阵求逆(1)功能用全选主元高斯-约当(Gauss-Jordan)消去法求n阶实矩阵A的逆矩阵。

(2)方法说明高斯-约当法(全选主元)求逆的步骤如下:首先,对于k从0到n-1做如下几步:1)从第k行、第k列开始的右下角子阵中选取绝对值最大的元素,并记住此元素所在的行号和列号,再通过行交换和列交换将它交换到主元素位置上,这一步称为全选主元;2) ;3) ,i,j=0,1,…,n-1(i,j≠k);4)αij- ,i,j=0,1,…,n-1(i,j≠k);5)- ,i,j=0,1,…,n-1(i≠k);最后,根据在全选主元过程中所记录的行、列交换的信息进行恢复,恢复原则如下:在全选主元过程中,先交换的行、列后进行恢复;原来的行(列)交换用列(行)交换来恢复。

图8-4 东昆仑—柴北缘地区基于HOPFIELD模型的铜矿分类结果图(3)调用说明int brinv(double*a,int n)。本函数返回一个整型标志位。

若返回的标志位为0,则表示矩阵A奇异,还输出信息“err**not inv”;若返回的标志位不为0,则表示正常返回。形参说明:a——指向双精度实型数组的指针,体积为n×n。

存放原矩阵A;返回时,存放其逆矩阵A-1;n——整型变量,矩阵的阶数。六、实例实例:柴北缘—东昆仑地区铜矿分类预测。

选取8种因素,分别是重砂异常存在标志、水化异常存在标志、化探异常峰值、地质图熵值、Ms存在标志、Gs存在标志、Shdadlie到区的距离、构造线线密度。构置原始变量,并根据原始数据构造预测模型。

HOPFIELD模型参数设置:训练模式维数8,预测样本个数774,参数个数8,迭代次数330。结果分44类(图8-4,表8-5)。表8-5 原始数据表及分类结果(部分)续表。

BP神经网络模型各个参数的选取问题

样本变量不需要那么多,因为神经网络的信息存储能力有限,过多的样本会造成一些有用的信息被丢弃。如果样本数量过多,应增加隐层节点数或隐层数目,才能增强学习能力。

一、隐层数一般认为,增加隐层数可以降低网络误差(也有文献认为不一定能有效降低),提高精度,但也使网络复杂化,从而增加了网络的训练时间和出现“过拟合”的倾向。

一般来讲应设计神经网络应优先考虑3层网络(即有1个隐层)。一般地,靠增加隐层节点数来获得较低的误差,其训练效果要比增加隐层数更容易实现。

对于没有隐层的神经网络模型,实际上就是一个线性或非线性(取决于输出层采用线性或非线性转换函数型式)回归模型。

因此,一般认为,应将不含隐层的网络模型归入回归分析中,技术已很成熟,没有必要在神经网络理论中再讨论之。

二、隐层节点数在BP 网络中,隐层节点数的选择非常重要,它不仅对建立的神经网络模型的性能影响很大,而且是训练时出现“过拟合”的直接原因,但是目前理论上还没有一种科学的和普遍的确定方法。

目前多数文献中提出的确定隐层节点数的计算公式都是针对训练样本任意多的情况,而且多数是针对最不利的情况,一般工程实践中很难满足,不宜采用。事实上,各种计算公式得到的隐层节点数有时相差几倍甚至上百倍。

为尽可能避免训练时出现“过拟合”现象,保证足够高的网络性能和泛化能力,确定隐层节点数的最基本原则是:在满足精度要求的前提下取尽可能紧凑的结构,即取尽可能少的隐层节点数。

研究表明,隐层节点数不仅与输入/输出层的节点数有关,更与需解决的问题的复杂程度和转换函数的型式以及样本数据的特性等因素有关。

BP神经网络模型各个参数的选取问题

样本变量不需要那么多,因为神经网络的信息存储能力有限,过多的样本会造成一些有用的信息被丢弃。如果样本数量过多,应增加隐层节点数或隐层数目,才能增强学习能力。

一、隐层数 一般认为,增加隐层数可以降低网络误差(也有文献认为不一定能BP神经网络模型各个参数的选取问题。

神经网络Kohonen模型

一、Kohonen模型概述1981年芬兰赫尔辛基大学Kohonen教授提出了一个比较完整的,分类性能较好的自组织特征影射(Self-Organizing Feature Map)人工神经网络(简称SOM网络)方案。

这种网络也称为Kohonen特征影射网络。这种网络模拟大脑神经系统自组织特征影射功能,它是一种竞争式学习网络,在学习中能无监督地进行自组织学习。

二、Hohonen模型原理1.概述SOM网络由输入层和竞争层组成。输入层神经元数为N,竞争层由M=R×C神经元组成,构成一个二维平面阵列或一个一维阵列(R=1)。输入层和竞争层之间实现全互连接。

SOM网络的基本思想是网络竞争层各神经元竞争对输入模式的响应机会,最后仅有一个神经元成为竞争的胜者,并对那些与获胜神经元有关的各连接权朝着更有利于它竞争的方向调整,这一获胜神经元就表示对输入模式的分类。

SOM算法是一种无教师示教的聚类方法,它能将任意输入模式在输出层映射成一维或二维离散图形,并保持其拓扑结构不变。即在无教师的情况下,通过对输入模式的自组织学习,在竞争层将分类结果表示出来。

此外,网络通过对输入模式的反复学习,可以使连接权矢量空间分布密度与输入模式的概率分布趋于一致,即连接权矢量空间分布能反映输入模式的统计特征。

2.网络权值初始化因为网络输入很可能出现在中间区,因此,如果竞争层的初始权值选择在输入空间的中间区,则其学习效果会更加有效。

3.邻域距离矩阵SOM网络中的神经元可以按任何方式排列,这种排列可以用表示同一层神经元间的Manhattan距离的邻域距离矩阵D来描述,而两神经元的Manhattan距离是指神经元坐标相减后的矢量中,其元素绝对值之和。

4.Kohonen竞争学习规则设SOM网络的输入模式为Xp=( , ,…, ),p=1,2.…,P。

竞争层神经元的输出值为Yj(j=1,2,…,M),竞争层神经元j与输入层神经元之间的连接权矢量为Wj=(wj1,wj2,…,wjN),j=1,2,…,M。

Kohonen网络自组织学习过程包括两个部分:一是选择最佳匹配神经元,二是权矢量自适应变化的更新过程。

确定输入模式Xp与连接权矢量Wj的最佳匹配的评价函数是两个矢量的欧氏距离最小,即 ,j=1,2,…,M,]]g,确定获胜神经元g。dg=mjin(dj),j=1,2,…,M。

求输入模式Xp在竞争层的获胜神经元g及其在邻域距离nd内的神经元的输出。中国矿产资源评价新技术与评价新模型dgm为邻域距离矩阵D的元素,为竞争层中获胜神经元g与竞争层中其它神经元的距离。

求输入模式Xp在竞争层的获胜神经元g及其在邻域距离nd内的神经元的权值修正值。中国矿产资源评价新技术与评价新模型式中:i=1,2,…,N;lr为学习速率;t为学习循环次数。

Δwjt(t+1)的其余元素赋值为0。进行连接权的调整wji(t+1)=wji(t)+Δwji(t+1)。

5.权值学习中学习速率及邻域距离的更新(1)SOM网络的学习过程分为两个阶段第一阶段为粗学习与粗调整阶段。

在这一阶段内,连接权矢量朝着输入模式的方向进行调整,神经元的权值按照期望的方向在适应神经元位置的输入空间建立次序,大致确定输入模式在竞争层中所对应的影射位置。

一旦各输入模式在竞争层有了相对的影射位置后,则转入精学习与细调整阶段,即第二阶段。

在这一阶段内,网络学习集中在对较小的范围内的连接权进行调整,神经元的权值按照期望的方向在输入空间伸展,直到保留到他们在粗调整阶段所建立的拓扑次序。学习速率应随着学习的进行不断减小。

(2)邻域的作用与更新在SOM网络中,脑神经细胞接受外界信息的刺激产生兴奋与抑制的变化规律是通过邻域的作用来体现的邻域规定了与获胜神经元g连接的权向量Wg进行同样调整的其他神经元的范围。

在学习的最初阶段,邻域的范围较大,随着学习的深入进行,邻域的范围逐渐缩小。

(3)学习速率及邻域距离的更新在粗调整阶段,学习参数初始化最大学习循环次数 MAX_STEP1=1000,粗调整阶段学习速率初值 LR1=1.4,细调整阶段学习速率初值 LR2=0.02,最大邻域距离 MAX_ND1=Dmax,Dmax为邻域距离矩阵D的最大元素值。

粗调阶段学习循环次数step≤MAX_STEP1,学习速率lr从LR1调整到LR2,邻域距离nd 从MAX_ND1调整到1,求更新系数r,r=1-step/MAX_STEP1,邻域距离nd更新,nd=1.00001+(MAX_ND1-1)×r。

学习速率lr更新,lr=LR2+(LR1-LR2)×r。在细调整阶段,学习参数初始化,最大学习循环次数 MAX_STEP2=2000,学习速率初值 LR2=0.02,最大邻域距离 MAX_ND2=1。

细调阶段MAX_STEP1<step≤MAX_STEP1+MAX_STEP2,学习速率lr慢慢从LR2减少,邻域距离nd设为1,邻域距离nd更新,nd=MAX_ND2+0.00001。

学习速率lr更新,lr=LR2×(MAX_STEP1/step)。6.网络的回想——预测SOM网络经学习后按照下式进行回想:中国矿产资源评价新技术与评价新模型Yj=0,j=1,2,…,M,(j≠g)。

将需要分类的输入模式提供给网络的输入层,按照上述方法寻找出竞争层中连接权矢量与输入模式最接近的神经元,此时神经元有最大的激活值1,而其它神经元被抑制而取0值。这时神经元的状态即表示对输入模式的分类。

三、总体算法1.SOM权值学习总体算法(1)输入参数X[N][P]。(2)构造权值矩阵W[M][N]。1)由X[N][P]求Xmid[N],2)由Xmid[N]构造权值W[M][N]。

(3)构造竞争层。1)求竞争层神经元数M,2)求邻域距离矩阵D[M][M],3)求矩阵D[M][M]元素的最大值Dmax。(4)学习参数初始化。(5)学习权值W[M][N]。

1)学习参数学习速率lr,邻域距离nd更新,分两阶段:(i)粗调阶段更新;(ii)细调阶段更新。2)求输入模式X[N][p]在竞争层的获胜神经元win[p]。

(i)求X[N][p]与W[m][N]的欧氏距离dm;(ii)按距离dm最短,求输入模式X[N][p]在竞争层的获胜神经元win[p]。

3)求输入模式X[N][p]在竞争层的获胜神经元win[p]及其在邻域距离nd内的神经元的输出Y[m][p]。

4)求输入模式X[N][p]在竞争层的获胜神经元win[p]及其在邻域距离nd内的神经元的权值修正值ΔW[m][N],从而得到输入模式X[N][p]产生的权值修正值ΔW[M][N]。

5)权值修正W[M][N]=W[M][N]+ΔW[M][N]。

6)学习结束条件:(i)学习循环到MAX_STEP次;(ii)学习速率lr达到用户指定的LR_MIN;(iii)学习时间time达到用户指定的TIME_LIM。(6)输出。

1)学习得到的权值矩阵W[M][N];2)邻域距离矩阵D[M][M]。(7)结束。2.SOM预测总体算法(1)输入需分类数据X[N][P],邻域距离矩阵D[M][M]。

(2)求输入模式X[N][p]在竞争层的获胜神经元win[p]。1)求X[N][p]与W[m][N]的欧氏距离dm;2)按距离dm最短,求输入模式X[N][p]在竞争层的获胜神经元win[p]。

(3)求获胜神经元win[p]在竞争层排列的行列位置。(4)输出与输入数据适应的获胜神经元win[p]在竞争层排列的行列位置,作为分类结果。(5)结束。

四、总体算法流程图Kohonen总体算法流程图见附图4。五、数据流图Kohonen数据流图见附图4。

六、无模式识别总体算法假定有N个样品,每个样品测量M个变量,则有原始数据矩阵:X=(xij)N×M,i=1,2,…,N,j=1,2,…,M。

(1)原始数据预处理X=(xij)N×M处理为Z=(zij)N×M,分3种处理方法:1)衬度;2)标准化;3)归一化。程序默认用归一化处理。

(2)构造Kohonen网竞争层与输入层之间的神经元的连接权值构成矩阵WQ×M。WQ×M初始化。(3)进入Kohonen网学习分类循环,用epoch记录循环次数,epoch=1。

(4)在每个epoch循环中,对每个样品n(n=1,2,…,N)进行分类。从1个样品n=1开始。

(5)首先计算输入层的样品n的输入数据znm(m=1,2,…,M)与竞争层Q个神经元对应权值wqm的距离。

(6)寻找输入层的样品n与竞争层Q个神经元的最小距离,距离最小的神经元Win[n]为获胜神经元,将样品n归入获胜神经元Win[n]所代表的类型中,从而实现对样品n的分类。

(7)对样品集中的每一个样品进行分类:n=n+1。(如果n≤N,转到5。否则,转到8。

)(8)求分类后各神经元所对应的样品的变量的重心,用对应的样品的变量的中位数作为重心,用对应的样品的变量的重心来更新各神经元的连接权值。(9)epoch=epoch+1;一次学习分类循环结束。

(10)如果满足下列两个条件之一,分类循环结束,转到11;否则,分类循环继续进行,转到4。1)全部样品都固定在某个神经元上,不再改变了;2)学习分类循环达到最大迭代次数。

(11)输出:1)N个样品共分成多少类,每类多少样品,记录每类的样品编号;2)如果某类中样品个数超过1个,则输出某类的样品原始数据的每个变量的均值、最小值、最大值和均方差;3)如果某类中样品个数为1个,则输出某类的样品原始数据的各变量值;4)输出原始数据每个变量(j=1,2,…,M)的均值,最小值,最大值和均方差。

(12)结束。七、无模式识别总体算法流程图Kohonen无模式总体算法流程图见附图5。

请简述一下神经网络的PDB模型 5

资料1.人工神经网络理论基础 包括: (1) PDP(Parallel Distribated Processing)模式 (2) 容限理论 (3) 网络拓扑 (4) 混沌理论 1、PDP模式 PDP模式是一种认知心理的平行分布式模式。

认知是信息处理过程,并且是知觉、注意、记忆、学习、表象、思维、概念形式、问题求解、语言、情绪、个性差异等等有机联系的处理过程。PDP模式是一种接近人类思维推论的模式。

人脑中知识的表达是采用分布式的表达结构,人脑的控制是实行分布式的控制方式。相互作用、相互限制是PDP模式的基本思想,平行分布是PDP模式的基本构架。

PDP模式的实施,需要一种合理的表示方法,其中一种表示方法便是人工神经网络表示法。即采用类似于大脑神经网络的体系结构,在这种基本体系结构下,使人工神经网络经过学习训练,能适应多种知识体系。

参考:?boardid=7&id=924&star=1&page=2资料2.神经网络模型 信息加工模型有助于理论家把其理论假设进一步细致化、具体化。

然而正如我们在第一节所讨论过的,遵循联结主义传统的学者对比提出了反对意见,认为这一模型假设认知过程是继时性流动,而事实并非总是如此,(参见Rumelhart, Hinton,和 McClelland, 1986),至少有一些认知过程更可能是同时发生的。

比如说司机开车时可同时与人讲话。一种用得越来越多的模型是神经网络模型(或称并行分布模型)。这类模型认为不同的认知过程可以同时发生,这一假设与人们的主观感觉相一致:许多东西同时出现在脑海中。

这一假设还与我们已知的大脑神经的操作相一致。 神经网络模型假设有一系列相互连接的加工单元,而且这些单元的激活水平是不同的。根据不同的传播规则,激活从一个单元传播到与之相连的其它单元。参考:3.。

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