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神经网络算法代码

发布时间: 2022-06-09 03:04:12

Ⅰ 什么是人工神经网络及其算法实现方式

人工神经网络(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世纪80 年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象, 建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activation function)。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。
最近十多年来,人工神经网络的研究工作不断深入,已经取得了很大的进展,其在模式识别、智能机器人、自动控制、预测估计、生物、医学、经济等领域已成功地解决了许多现代计算机难以解决的实际问题,表现出了良好的智能特性。

Ⅱ 遗传算法优化概率神经网络的matlab代码

原理大概是,设置一个初始种群,种群里的个体就是平滑因子,经过遗传算法的选择、交叉、变异后,逐渐找到一个最佳的spread,即为最终结果。

附件是一个GA-BP算法的程序,虽然不同,但是原理是相近的,可以参考。

遗传算法的基本运算过程如下:

a)初始化:设置进化代数计数器t=0,设置最大进化代数T,随机生成M个个体作为初始群体P(0)。

b)个体评价:计算群体P(t)中各个个体的适应度。

c)选择运算:将选择算子作用于群体。选择的目的是把优化的个体直接遗传到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一代。选择操作是建立在群体中个体的适应度评估基础上的。

d)交叉运算:将交叉算子作用于群体。遗传算法中起核心作用的就是交叉算子。

e)变异运算:将变异算子作用于群体。即是对群体中的个体串的某些基因座上的基因值作变动。

群体P(t)经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体P(t+1)。

f)终止条件判断:若t=T,则以进化过程中所得到的具有最大适应度个体作为最优解输出,终止计算。

Ⅲ 神经网络BP算法求代码

输入节点数为3x3x5=45,输出节点数为3x3+2=11,隐节点数通过试凑法得出。

BP神经网络的Matlab代码见附件,修改节点数、增加归一化和反归一化过程即可。


BP算法,误差反向传播(Error Back Propagation, BP)算法。BP算法的基本思想是,学习过程由信号的正向传播与误差的反向传播两个过程组成。由于多层前馈网络的训练经常采用误差反向传播算法,人们也常把将多层前馈网络直接称为BP网络。

1)正向传播:输入样本->输入层->各隐层(处理)->输出层

注1:若输出层实际输出与期望输出(教师信号)不符,则转入2)(误差反向传播过程)

2)误差反向传播:输出误差(某种形式)->隐层(逐层)->输入层

其主要目的是通过将输出误差反传,将误差分摊给各层所有单元,从而获得各层单元的误差信号,进而修正各单元的权值(其过程,是一个权值调整的过程)。

注2:权值调整的过程,也就是网络的学习训练过程(学习也就是这么的由来,权值调整)。

Ⅳ 神经网络bp算法,求源代码改进

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 求神经网络算法的一个代码示例(C、C++或java一类的)

在matlab里建立一个.m的M文件,把代码输进去,保存,运行就可以了。 演示程序是在command 里打demo就可以了找到了 . 你邮箱多少,我只有简单的BP神经网络程序。

Ⅵ 求BP神经网络算法的C++源代码

// 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之间的双精度随机数 ***/
double CAnnBP::dpn1()
{
return (double) (rand())/(32767/2)-1;
}

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

/*** 申请1维双精度实数数组 ***/
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);
}

/*** 申请2维双精度实数数组 ***/
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);
}

/*** 随机初始化权值 ***/
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初始化权值 ***/
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;
}
}

}

/*** 设置随机数种子 ***/
void CAnnBP::bpnn_initialize(int seed)
{
CString msg,s;
msg="Random number generator seed:";
s.Format("%d",seed);
AfxMessageBox(msg+s);
srand(seed);
}

/*** 创建BP网络 ***/
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);

}

/* 释放BP网络所占地内存空间 */
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);
}

/*** 创建一个BP网络,并初始化权值***/
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;

/*** 设置阈值 ***/
l1[0] = 1.0;

/*** 对于第二层的每个神经元 ***/
for (j = 1; j <= n2; j++) {

/*** 计算输入的加权总和 ***/
sum = 0.0;
for (k = 0; k <= n1; k++) {
sum += conn[k][j] * l1[k];
}
l2[j] = squash(sum);
}
}

/* 输出误差 */
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;

}

/* 隐含层误差 */
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;
}

/* 调整权值 */
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;
}
}

}

/* 进行前向运算 */
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);

}

/* 训练BP网络 */
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;

/*** 前向输入激活 ***/
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);

/*** 计算隐含层和输出层误差 ***/
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;

/*** 调整输入层和隐含层权值 ***/
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网络 */
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;
}

/* 从文件中读取BP网络 */
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 求神经网络算法完整程序

%创建一个新的前向神经网络
net=newff(minmax(P),[17,2],{'tansig','logsig'},'traingdm')
%当前输入层权值和阀值
inputWeight=net.IW{1,1}
inputbias=net.b{1}
% 当前网络层权值和阀值
layerWeight=net.LW{2,1}
layerbias=net.b{2}
% 设置训练参数
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);
你可以根据这个改改就行,程序前面加上你的输入向量P跟目标向量T,别忘了对P进行归一化。好运!

Ⅷ 神经网络算法原理

4.2.1 概述

人工神经网络的研究与计算机的研究几乎是同步发展的。1943年心理学家McCulloch和数学家Pitts合作提出了形式神经元的数学模型,20世纪50年代末,Rosenblatt提出了感知器模型,1982年,Hopfiled引入了能量函数的概念提出了神经网络的一种数学模型,1986年,Rumelhart及LeCun等学者提出了多层感知器的反向传播算法等。

神经网络技术在众多研究者的努力下,理论上日趋完善,算法种类不断增加。目前,有关神经网络的理论研究成果很多,出版了不少有关基础理论的着作,并且现在仍是全球非线性科学研究的热点之一。

神经网络是一种通过模拟人的大脑神经结构去实现人脑智能活动功能的信息处理系统,它具有人脑的基本功能,但又不是人脑的真实写照。它是人脑的一种抽象、简化和模拟模型,故称之为人工神经网络(边肇祺,2000)。

人工神经元是神经网络的节点,是神经网络的最重要组成部分之一。目前,有关神经元的模型种类繁多,最常用最简单的模型是由阈值函数、Sigmoid 函数构成的模型(图 4-3)。

储层特征研究与预测

以上算法是对每个样本作权值修正,也可以对各个样本计算δj后求和,按总误差修正权值。

Ⅸ 急求BP神经网络算法,用java实现!!!

见附件,一个基本的用java编写的BP网络代码。


BP(Back Propagation)神经网络是86年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一。BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hidden layer)和输出层(output layer)。

Ⅹ BP神经网络算法程序作业

不需这么麻烦,直接调用工具箱中的神经网络模块即可

你要做的是确定输入、隐层、输出的节点数、激励函数即可。

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