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神經網路演算法代碼

發布時間: 2022-06-09 03:04:12

Ⅰ 什麼是人工神經網路及其演算法實現方式

人工神經網路(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世紀80 年代以來人工智慧領域興起的研究熱點。它從信息處理角度對人腦神經元網路進行抽象, 建立某種簡單模型,按不同的連接方式組成不同的網路。在工程與學術界也常直接簡稱為神經網路或類神經網路。神經網路是一種運算模型,由大量的節點(或稱神經元)之間相互聯接構成。每個節點代表一種特定的輸出函數,稱為激勵函數(activation function)。每兩個節點間的連接都代表一個對於通過該連接信號的加權值,稱之為權重,這相當於人工神經網路的記憶。網路的輸出則依網路的連接方式,權重值和激勵函數的不同而不同。而網路自身通常都是對自然界某種演算法或者函數的逼近,也可能是對一種邏輯策略的表達。
最近十多年來,人工神經網路的研究工作不斷深入,已經取得了很大的進展,其在模式識別、智能機器人、自動控制、預測估計、生物、醫學、經濟等領域已成功地解決了許多現代計算機難以解決的實際問題,表現出了良好的智能特性。

Ⅱ 遺傳演算法優化概率神經網路的matlab代碼

原理大概是,設置一個初始種群,種群里的個體就是平滑因子,經過遺傳演算法的選擇、交叉、變異後,逐漸找到一個最佳的spread,即為最終結果。

附件是一個GA-BP演算法的程序,雖然不同,但是原理是相近的,可以參考。

遺傳演算法的基本運算過程如下:

a)初始化:設置進化代數計數器t=0,設置最大進化代數T,隨機生成M個個體作為初始群體P(0)。

b)個體評價:計算群體P(t)中各個個體的適應度。

c)選擇運算:將選擇運算元作用於群體。選擇的目的是把優化的個體直接遺傳到下一代或通過配對交叉產生新的個體再遺傳到下一代。選擇操作是建立在群體中個體的適應度評估基礎上的。

d)交叉運算:將交叉運算元作用於群體。遺傳演算法中起核心作用的就是交叉運算元。

e)變異運算:將變異運算元作用於群體。即是對群體中的個體串的某些基因座上的基因值作變動。

群體P(t)經過選擇、交叉、變異運算之後得到下一代群體P(t+1)。

f)終止條件判斷:若t=T,則以進化過程中所得到的具有最大適應度個體作為最優解輸出,終止計算。

Ⅲ 神經網路BP演算法求代碼

輸入節點數為3x3x5=45,輸出節點數為3x3+2=11,隱節點數通過試湊法得出。

BP神經網路的Matlab代碼見附件,修改節點數、增加歸一化和反歸一化過程即可。


BP演算法,誤差反向傳播(Error Back Propagation, BP)演算法。BP演算法的基本思想是,學習過程由信號的正向傳播與誤差的反向傳播兩個過程組成。由於多層前饋網路的訓練經常採用誤差反向傳播演算法,人們也常把將多層前饋網路直接稱為BP網路。

1)正向傳播:輸入樣本->輸入層->各隱層(處理)->輸出層

注1:若輸出層實際輸出與期望輸出(教師信號)不符,則轉入2)(誤差反向傳播過程)

2)誤差反向傳播:輸出誤差(某種形式)->隱層(逐層)->輸入層

其主要目的是通過將輸出誤差反傳,將誤差分攤給各層所有單元,從而獲得各層單元的誤差信號,進而修正各單元的權值(其過程,是一個權值調整的過程)。

注2:權值調整的過程,也就是網路的學習訓練過程(學習也就是這么的由來,權值調整)。

Ⅳ 神經網路bp演算法,求源代碼改進

0.30953 0.433872 -0.55118 0.254276 0.032833;
-0.15781 0.186609 -0.10978 0.042804 -0.37464 0.571837 -0.18424 0.104407 -0.30953 0.433872 -0.55118 0.254276 0.032833 -0.13925;

Ⅳ 求神經網路演算法的一個代碼示例(C、C++或java一類的)

在matlab里建立一個.m的M文件,把代碼輸進去,保存,運行就可以了。 演示程序是在command 里打demo就可以了找到了 . 你郵箱多少,我只有簡單的BP神經網路程序。

Ⅵ 求BP神經網路演算法的C++源代碼

// AnnBP.cpp: implementation of the CAnnBP class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "StdAfx.h"
#include "AnnBP.h"
#include "math.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

CAnnBP::CAnnBP()
{
eta1=0.3;
momentum1=0.3;

}

CAnnBP::~CAnnBP()
{

}

double CAnnBP::drnd()
{
return ((double) rand() / (double) BIGRND);
}

/*** 返回-1.0到1.0之間的雙精度隨機數 ***/
double CAnnBP::dpn1()
{
return (double) (rand())/(32767/2)-1;
}

/*** 作用函數,目前是S型函數 ***/
double CAnnBP::squash(double x)
{
return (1.0 / (1.0 + exp(-x)));
}

/*** 申請1維雙精度實數數組 ***/
double* CAnnBP::alloc_1d_dbl(int n)
{
double *new1;

new1 = (double *) malloc ((unsigned) (n * sizeof (double)));
if (new1 == NULL) {
AfxMessageBox("ALLOC_1D_DBL: Couldn't allocate array of doubles\n");
return (NULL);
}
return (new1);
}

/*** 申請2維雙精度實數數組 ***/
double** CAnnBP::alloc_2d_dbl(int m, int n)
{
int i;
double **new1;

new1 = (double **) malloc ((unsigned) (m * sizeof (double *)));
if (new1 == NULL) {
AfxMessageBox("ALLOC_2D_DBL: Couldn't allocate array of dbl ptrs\n");
return (NULL);
}

for (i = 0; i < m; i++) {
new1[i] = alloc_1d_dbl(n);
}

return (new1);
}

/*** 隨機初始化權值 ***/
void CAnnBP::bpnn_randomize_weights(double **w, int m, int n)
{
int i, j;
for (i = 0; i <= m; i++) {
for (j = 0; j <= n; j++) {
w[i][j] = dpn1();
}
}

}

/*** 0初始化權值 ***/
void CAnnBP::bpnn_zero_weights(double **w, int m, int n)
{
int i, j;

for (i = 0; i <= m; i++) {
for (j = 0; j <= n; j++) {
w[i][j] = 0.0;
}
}

}

/*** 設置隨機數種子 ***/
void CAnnBP::bpnn_initialize(int seed)
{
CString msg,s;
msg="Random number generator seed:";
s.Format("%d",seed);
AfxMessageBox(msg+s);
srand(seed);
}

/*** 創建BP網路 ***/
BPNN* CAnnBP::bpnn_internal_create(int n_in, int n_hidden, int n_out)
{
BPNN *newnet;

newnet = (BPNN *) malloc (sizeof (BPNN));
if (newnet == NULL) {
printf("BPNN_CREATE: Couldn't allocate neural network\n");
return (NULL);
}

newnet->input_n = n_in;
newnet->hidden_n = n_hidden;
newnet->output_n = n_out;
newnet->input_units = alloc_1d_dbl(n_in + 1);
newnet->hidden_units = alloc_1d_dbl(n_hidden + 1);
newnet->output_units = alloc_1d_dbl(n_out + 1);

newnet->hidden_delta = alloc_1d_dbl(n_hidden + 1);
newnet->output_delta = alloc_1d_dbl(n_out + 1);
newnet->target = alloc_1d_dbl(n_out + 1);

newnet->input_weights = alloc_2d_dbl(n_in + 1, n_hidden + 1);
newnet->hidden_weights = alloc_2d_dbl(n_hidden + 1, n_out + 1);

newnet->input_prev_weights = alloc_2d_dbl(n_in + 1, n_hidden + 1);
newnet->hidden_prev_weights = alloc_2d_dbl(n_hidden + 1, n_out + 1);

return (newnet);

}

/* 釋放BP網路所佔地內存空間 */
void CAnnBP::bpnn_free(BPNN *net)
{
int n1, n2, i;

n1 = net->input_n;
n2 = net->hidden_n;

free((char *) net->input_units);
free((char *) net->hidden_units);
free((char *) net->output_units);

free((char *) net->hidden_delta);
free((char *) net->output_delta);
free((char *) net->target);

for (i = 0; i <= n1; i++) {
free((char *) net->input_weights[i]);
free((char *) net->input_prev_weights[i]);
}
free((char *) net->input_weights);
free((char *) net->input_prev_weights);

for (i = 0; i <= n2; i++) {
free((char *) net->hidden_weights[i]);
free((char *) net->hidden_prev_weights[i]);
}
free((char *) net->hidden_weights);
free((char *) net->hidden_prev_weights);

free((char *) net);
}

/*** 創建一個BP網路,並初始化權值***/
BPNN* CAnnBP::bpnn_create(int n_in, int n_hidden, int n_out)
{
BPNN *newnet;

newnet = bpnn_internal_create(n_in, n_hidden, n_out);

#ifdef INITZERO
bpnn_zero_weights(newnet->input_weights, n_in, n_hidden);
#else
bpnn_randomize_weights(newnet->input_weights, n_in, n_hidden);
#endif
bpnn_randomize_weights(newnet->hidden_weights, n_hidden, n_out);
bpnn_zero_weights(newnet->input_prev_weights, n_in, n_hidden);
bpnn_zero_weights(newnet->hidden_prev_weights, n_hidden, n_out);

return (newnet);

}

void CAnnBP::bpnn_layerforward(double *l1, double *l2, double **conn, int n1, int n2)
{
double sum;
int j, k;

/*** 設置閾值 ***/
l1[0] = 1.0;

/*** 對於第二層的每個神經元 ***/
for (j = 1; j <= n2; j++) {

/*** 計算輸入的加權總和 ***/
sum = 0.0;
for (k = 0; k <= n1; k++) {
sum += conn[k][j] * l1[k];
}
l2[j] = squash(sum);
}
}

/* 輸出誤差 */
void CAnnBP::bpnn_output_error(double *delta, double *target, double *output, int nj, double *err)
{
int j;
double o, t, errsum;

errsum = 0.0;
for (j = 1; j <= nj; j++) {
o = output[j];
t = target[j];
delta[j] = o * (1.0 - o) * (t - o);
errsum += ABS(delta[j]);
}
*err = errsum;

}

/* 隱含層誤差 */
void CAnnBP::bpnn_hidden_error(double *delta_h, int nh, double *delta_o, int no, double **who, double *hidden, double *err)
{
int j, k;
double h, sum, errsum;

errsum = 0.0;
for (j = 1; j <= nh; j++) {
h = hidden[j];
sum = 0.0;
for (k = 1; k <= no; k++) {
sum += delta_o[k] * who[j][k];
}
delta_h[j] = h * (1.0 - h) * sum;
errsum += ABS(delta_h[j]);
}
*err = errsum;
}

/* 調整權值 */
void CAnnBP::bpnn_adjust_weights(double *delta, int ndelta, double *ly, int nly, double **w, double **oldw, double eta, double momentum)
{
double new_dw;
int k, j;

ly[0] = 1.0;
for (j = 1; j <= ndelta; j++) {
for (k = 0; k <= nly; k++) {
new_dw = ((eta * delta[j] * ly[k]) + (momentum * oldw[k][j]));
w[k][j] += new_dw;
oldw[k][j] = new_dw;
}
}

}

/* 進行前向運算 */
void CAnnBP::bpnn_feedforward(BPNN *net)
{
int in, hid, out;

in = net->input_n;
hid = net->hidden_n;
out = net->output_n;

/*** Feed forward input activations. ***/
bpnn_layerforward(net->input_units, net->hidden_units,
net->input_weights, in, hid);
bpnn_layerforward(net->hidden_units, net->output_units,
net->hidden_weights, hid, out);

}

/* 訓練BP網路 */
void CAnnBP::bpnn_train(BPNN *net, double eta, double momentum, double *eo, double *eh)
{
int in, hid, out;
double out_err, hid_err;

in = net->input_n;
hid = net->hidden_n;
out = net->output_n;

/*** 前向輸入激活 ***/
bpnn_layerforward(net->input_units, net->hidden_units,
net->input_weights, in, hid);
bpnn_layerforward(net->hidden_units, net->output_units,
net->hidden_weights, hid, out);

/*** 計算隱含層和輸出層誤差 ***/
bpnn_output_error(net->output_delta, net->target, net->output_units,
out, &out_err);
bpnn_hidden_error(net->hidden_delta, hid, net->output_delta, out,
net->hidden_weights, net->hidden_units, &hid_err);
*eo = out_err;
*eh = hid_err;

/*** 調整輸入層和隱含層權值 ***/
bpnn_adjust_weights(net->output_delta, out, net->hidden_units, hid,
net->hidden_weights, net->hidden_prev_weights, eta, momentum);
bpnn_adjust_weights(net->hidden_delta, hid, net->input_units, in,
net->input_weights, net->input_prev_weights, eta, momentum);
}

/* 保存BP網路 */
void CAnnBP::bpnn_save(BPNN *net, char *filename)
{
CFile file;
char *mem;
int n1, n2, n3, i, j, memcnt;
double dvalue, **w;
n1 = net->input_n; n2 = net->hidden_n; n3 = net->output_n;
printf("Saving %dx%dx%d network to '%s'\n", n1, n2, n3, filename);
try
{
file.Open(filename,CFile::modeWrite|CFile::modeCreate|CFile::modeNoTruncate);
}
catch(CFileException* e)
{
e->ReportError();
e->Delete();
}

file.Write(&n1,sizeof(int));
file.Write(&n2,sizeof(int));
file.Write(&n3,sizeof(int));

memcnt = 0;
w = net->input_weights;
mem = (char *) malloc ((unsigned) ((n1+1) * (n2+1) * sizeof(double)));
// mem = (char *) malloc (((n1+1) * (n2+1) * sizeof(double)));
for (i = 0; i <= n1; i++) {
for (j = 0; j <= n2; j++) {
dvalue = w[i][j];
//fast(&mem[memcnt], &dvalue, sizeof(double));
fast(&mem[memcnt], &dvalue, sizeof(double));
memcnt += sizeof(double);

}
}

file.Write(mem,sizeof(double)*(n1+1)*(n2+1));
free(mem);

memcnt = 0;
w = net->hidden_weights;
mem = (char *) malloc ((unsigned) ((n2+1) * (n3+1) * sizeof(double)));
// mem = (char *) malloc (((n2+1) * (n3+1) * sizeof(double)));
for (i = 0; i <= n2; i++) {
for (j = 0; j <= n3; j++) {
dvalue = w[i][j];
fast(&mem[memcnt], &dvalue, sizeof(double));
// fast(&mem[memcnt], &dvalue, sizeof(double));
memcnt += sizeof(double);
}
}

file.Write(mem, (n2+1) * (n3+1) * sizeof(double));
// free(mem);

file.Close();
return;
}

/* 從文件中讀取BP網路 */
BPNN* CAnnBP::bpnn_read(char *filename)
{
char *mem;
BPNN *new1;
int n1, n2, n3, i, j, memcnt;
CFile file;

try
{
file.Open(filename,CFile::modeRead|CFile::modeCreate|CFile::modeNoTruncate);
}
catch(CFileException* e)
{
e->ReportError();
e->Delete();
}

// printf("Reading '%s'\n", filename);// fflush(stdout);

file.Read(&n1, sizeof(int));
file.Read(&n2, sizeof(int));
file.Read(&n3, sizeof(int));

new1 = bpnn_internal_create(n1, n2, n3);

// printf("'%s' contains a %dx%dx%d network\n", filename, n1, n2, n3);
// printf("Reading input weights..."); // fflush(stdout);

memcnt = 0;
mem = (char *) malloc (((n1+1) * (n2+1) * sizeof(double)));

file.Read(mem, ((n1+1)*(n2+1))*sizeof(double));
for (i = 0; i <= n1; i++) {
for (j = 0; j <= n2; j++) {
//fast(&(new1->input_weights[i][j]), &mem[memcnt], sizeof(double));
fast(&(new1->input_weights[i][j]), &mem[memcnt], sizeof(double));
memcnt += sizeof(double);
}
}
free(mem);

// printf("Done\nReading hidden weights..."); //fflush(stdout);

memcnt = 0;
mem = (char *) malloc (((n2+1) * (n3+1) * sizeof(double)));

file.Read(mem, (n2+1) * (n3+1) * sizeof(double));
for (i = 0; i <= n2; i++) {

for (j = 0; j <= n3; j++) {
//fast(&(new1->hidden_weights[i][j]), &mem[memcnt], sizeof(double));
fast(&(new1->hidden_weights[i][j]), &mem[memcnt], sizeof(double));
memcnt += sizeof(double);

}
}
free(mem);
file.Close();

printf("Done\n"); //fflush(stdout);

bpnn_zero_weights(new1->input_prev_weights, n1, n2);
bpnn_zero_weights(new1->hidden_prev_weights, n2, n3);

return (new1);
}

void CAnnBP::CreateBP(int n_in, int n_hidden, int n_out)
{
net=bpnn_create(n_in,n_hidden,n_out);
}

void CAnnBP::FreeBP()
{
bpnn_free(net);

}

void CAnnBP::Train(double *input_unit,int input_num, double *target,int target_num, double *eo, double *eh)
{
for(int i=1;i<=input_num;i++)
{
net->input_units[i]=input_unit[i-1];
}

for(int j=1;j<=target_num;j++)
{
net->target[j]=target[j-1];
}
bpnn_train(net,eta1,momentum1,eo,eh);

}

void CAnnBP::Identify(double *input_unit,int input_num,double *target,int target_num)
{
for(int i=1;i<=input_num;i++)
{
net->input_units[i]=input_unit[i-1];
}
bpnn_feedforward(net);
for(int j=1;j<=target_num;j++)
{
target[j-1]=net->output_units[j];
}
}

void CAnnBP::Save(char *filename)
{
bpnn_save(net,filename);

}

void CAnnBP::Read(char *filename)
{
net=bpnn_read(filename);
}

void CAnnBP::SetBParm(double eta, double momentum)
{
eta1=eta;
momentum1=momentum;

}

void CAnnBP::Initialize(int seed)
{
bpnn_initialize(seed);

}

Ⅶ 求神經網路演算法完整程序

%創建一個新的前向神經網路
net=newff(minmax(P),[17,2],{'tansig','logsig'},'traingdm')
%當前輸入層權值和閥值
inputWeight=net.IW{1,1}
inputbias=net.b{1}
% 當前網路層權值和閥值
layerWeight=net.LW{2,1}
layerbias=net.b{2}
% 設置訓練參數
net.trainParam.show=100;
net.trainParam.lr=0.15;
net.trainParam.mc=0.9;
net.trainParam.epochs=2000;
net.trainParam.goal=1e-3;
net.trainParam.time=inf;
net.trainParam.min_grad=1e-10;
net=train(net,P,T);
你可以根據這個改改就行,程序前面加上你的輸入向量P跟目標向量T,別忘了對P進行歸一化。好運!

Ⅷ 神經網路演算法原理

4.2.1 概述

人工神經網路的研究與計算機的研究幾乎是同步發展的。1943年心理學家McCulloch和數學家Pitts合作提出了形式神經元的數學模型,20世紀50年代末,Rosenblatt提出了感知器模型,1982年,Hopfiled引入了能量函數的概念提出了神經網路的一種數學模型,1986年,Rumelhart及LeCun等學者提出了多層感知器的反向傳播演算法等。

神經網路技術在眾多研究者的努力下,理論上日趨完善,演算法種類不斷增加。目前,有關神經網路的理論研究成果很多,出版了不少有關基礎理論的著作,並且現在仍是全球非線性科學研究的熱點之一。

神經網路是一種通過模擬人的大腦神經結構去實現人腦智能活動功能的信息處理系統,它具有人腦的基本功能,但又不是人腦的真實寫照。它是人腦的一種抽象、簡化和模擬模型,故稱之為人工神經網路(邊肇祺,2000)。

人工神經元是神經網路的節點,是神經網路的最重要組成部分之一。目前,有關神經元的模型種類繁多,最常用最簡單的模型是由閾值函數、Sigmoid 函數構成的模型(圖 4-3)。

儲層特徵研究與預測

以上演算法是對每個樣本作權值修正,也可以對各個樣本計算δj後求和,按總誤差修正權值。

Ⅸ 急求BP神經網路演算法,用java實現!!!

見附件,一個基本的用java編寫的BP網路代碼。


BP(Back Propagation)神經網路是86年由Rumelhart和McCelland為首的科學家小組提出,是一種按誤差逆傳播演算法訓練的多層前饋網路,是目前應用最廣泛的神經網路模型之一。BP網路能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系,而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程。它的學習規則是使用最速下降法,通過反向傳播來不斷調整網路的權值和閾值,使網路的誤差平方和最小。BP神經網路模型拓撲結構包括輸入層(input)、隱層(hidden layer)和輸出層(output layer)。

Ⅹ BP神經網路演算法程序作業

不需這么麻煩,直接調用工具箱中的神經網路模塊即可

你要做的是確定輸入、隱層、輸出的節點數、激勵函數即可。

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