本文实例为大家分享了python实现多层感知器MLP的具体代码,供大家参考,具体内容如下
1、加载必要的库,生成数据集
import math
import random
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
class moon_data_class(object):
def __init__(self,N,d,r,w):
self.N=N
self.w=w
self.d=d
self.r=r
def sgn(self,x):
if(x>0):
return 1;
else:
return -1;
def sig(self,x):
return 1.0/(1+np.exp(x))
def dbmoon(self):
N1 = 10*self.N
N = self.N
r = self.r
w2 = self.w/2
d = self.d
done = True
data = np.empty(0)
while done:
#generate Rectangular data
tmp_x = 2*(r+w2)*(np.random.random([N1, 1])-0.5)
tmp_y = (r+w2)*np.random.random([N1, 1])
tmp = np.concatenate((tmp_x, tmp_y), axis=1)
tmp_ds = np.sqrt(tmp_x*tmp_x + tmp_y*tmp_y)
#generate double moon data ---upper
idx = np.logical_and(tmp_ds > (r-w2), tmp_ds < (r+w2))
idx = (idx.nonzero())[0]
if data.shape[0] == 0:
data = tmp.take(idx, axis=0)
else:
data = np.concatenate((data, tmp.take(idx, axis=0)), axis=0)
if data.shape[0] >= N:
done = False
#print (data)
db_moon = data[0:N, :]
#print (db_moon)
#generate double moon data ----down
data_t = np.empty([N, 2])
data_t[:, 0] = data[0:N, 0] + r
data_t[:, 1] = -data[0:N, 1] - d
db_moon = np.concatenate((db_moon, data_t), axis=0)
return db_moon
2、定义激活函数
def rand(a,b): return (b-a)* random.random()+a def sigmoid(x): #return np.tanh(-2.0*x) return 1.0/(1.0+math.exp(-x)) def sigmoid_derivate(x): #return -2.0*(1.0-np.tanh(-2.0*x)*np.tanh(-2.0*x)) return x*(1-x) #sigmoid函数的导数
3、定义神经网络
class BP_NET(object):
def __init__(self):
self.input_n = 0
self.hidden_n = 0
self.output_n = 0
self.input_cells = []
self.bias_input_n = []
self.bias_output = []
self.hidden_cells = []
self.output_cells = []
self.input_weights = []
self.output_weights = []
self.input_correction = []
self.output_correction = []
def setup(self, ni,nh,no):
self.input_n = ni+1#输入层+偏置项
self.hidden_n = nh
self.output_n = no
self.input_cells = [1.0]*self.input_n
self.hidden_cells = [1.0]*self.hidden_n
self.output_cells = [1.0]*self.output_n
self.input_weights = make_matrix(self.input_n,self.hidden_n)
self.output_weights = make_matrix(self.hidden_n,self.output_n)
for i in range(self.input_n):
for h in range(self.hidden_n):
self.input_weights[i][h] = rand(-0.2,0.2)
for h in range(self.hidden_n):
for o in range(self.output_n):
self.output_weights[h][o] = rand(-2.0,2.0)
self.input_correction = make_matrix(self.input_n , self.hidden_n)
self.output_correction = make_matrix(self.hidden_n,self.output_n)
def predict(self,inputs):
for i in range(self.input_n-1):
self.input_cells[i] = inputs[i]
for j in range(self.hidden_n):
total = 0.0
for i in range(self.input_n):
total += self.input_cells[i] * self.input_weights[i][j]
self.hidden_cells[j] = sigmoid(total)
for k in range(self.output_n):
total = 0.0
for j in range(self.hidden_n):
total+= self.hidden_cells[j]*self.output_weights[j][k]# + self.bias_output[k]
self.output_cells[k] = sigmoid(total)
return self.output_cells[:]
def back_propagate(self, case,label,learn,correct):
#计算得到输出output_cells
self.predict(case)
output_deltas = [0.0]*self.output_n
error = 0.0
#计算误差 = 期望输出-实际输出
for o in range(self.output_n):
error = label[o] - self.output_cells[o] #正确结果和预测结果的误差:0,1,-1
output_deltas[o]= sigmoid_derivate(self.output_cells[o])*error#误差稳定在0~1内
hidden_deltas = [0.0] * self.hidden_n
for j in range(self.hidden_n):
error = 0.0
for k in range(self.output_n):
error+= output_deltas[k]*self.output_weights[j][k]
hidden_deltas[j] = sigmoid_derivate(self.hidden_cells[j])*error
for h in range(self.hidden_n):
for o in range(self.output_n):
change = output_deltas[o]*self.hidden_cells[h]
#调整权重:上一层每个节点的权重学习*变化+矫正率
self.output_weights[h][o] += learn*change
#更新输入->隐藏层的权重
for i in range(self.input_n):
for h in range(self.hidden_n):
change = hidden_deltas[h]*self.input_cells[i]
self.input_weights[i][h] += learn*change
error = 0
for o in range(len(label)):
for k in range(self.output_n):
error+= 0.5*(label[o] - self.output_cells[k])**2
return error
def train(self,cases,labels, limit, learn,correct=0.1):
for i in range(limit):
error = 0.0
# learn = le.arn_speed_start /float(i+1)
for j in range(len(cases)):
case = cases[j]
label = labels[j]
error+= self.back_propagate(case, label, learn,correct)
if((i+1)%500==0):
print("error:",error)
def test(self): #学习异或
N = 200
d = -4
r = 10
width = 6
data_source = moon_data_class(N, d, r, width)
data = data_source.dbmoon()
# x0 = [1 for x in range(1,401)]
input_cells = np.array([np.reshape(data[0:2*N, 0], len(data)), np.reshape(data[0:2*N, 1], len(data))]).transpose()
labels_pre = [[1.0] for y in range(1, 201)]
labels_pos = [[0.0] for y in range(1, 201)]
labels=labels_pre+labels_pos
self.setup(2,5,1) #初始化神经网络:输入层,隐藏层,输出层元素个数
self.train(input_cells,labels,2000,0.05,0.1) #可以更改
test_x = []
test_y = []
test_p = []
y_p_old = 0
for x in np.arange(-15.,25.,0.1):
for y in np.arange(-10.,10.,0.1):
y_p =self.predict(np.array([x, y]))
if(y_p_old <0.5 and y_p[0] > 0.5):
test_x.append(x)
test_y.append(y)
test_p.append([y_p_old,y_p[0]])
y_p_old = y_p[0]
#画决策边界
plt.plot( test_x, test_y, 'g--')
plt.plot(data[0:N, 0], data[0:N, 1], 'r*', data[N:2*N, 0], data[N:2*N, 1], 'b*')
plt.show()
if __name__ == '__main__':
nn = BP_NET()
nn.test()
4、运行结果
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。
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稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!
昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。
这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?
更新动态
2025年10月28日
2025年10月28日
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