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算法调参数

发布时间: 2022-08-17 13:53:45

1. 粒子群优化算法的参数设置

从上面的例子我们可以看到应用PSO解决优化问题的过程中有两个重要的步骤: 问题解的编码和适应度函数PSO的一个优势就是采用实数编码, 不需要像遗传算法一样是二进制编码(或者采用针对实数的遗传操作.例如对于问题 f(x) = x1^2 + x2^2+x3^2 求解,粒子可以直接编码为 (x1, x2, x3), 而适应度函数就是f(x). 接着我们就可以利用前面的过程去寻优.这个寻优过程是一个叠代过程, 中止条件一般为设置为达到最大循环数或者最小错误
PSO中并没有许多需要调节的参数,下面列出了这些参数以及经验设置
粒子数: 一般取 20–40. 其实对于大部分的问题10个粒子已经足够可以取得好的结果, 不过对于比较难的问题或者特定类别的问题, 粒子数可以取到100 或 200
粒子的长度: 这是由优化问题决定, 就是问题解的长度
粒子的范围: 由优化问题决定,每一维可是设定不同的范围
Vmax: 最大速度,决定粒子在一个循环中最大的移动距离,通常设定为粒子的范围宽度,例如上面的例子里,粒子 (x1, x2, x3) x1 属于 [-10, 10], 那么 Vmax 的大小就是 20
学习因子: c1 和 c2 通常等于 2. 不过在文献中也有其他的取值. 但是一般 c1 等于 c2 并且范围在0和4之间
中止条件: 最大循环数以及最小错误要求. 例如, 在上面的神经网络训练例子中, 最小错误可以设定为1个错误分类, 最大循环设定为2000, 这个中止条件由具体的问题确定.
全局PSO和局部PSO: 我们介绍了两种版本的粒子群优化算法: 全局版和局部版. 前者速度快不过有时会陷入局部最优. 后者收敛速度慢一点不过很难陷入局部最优. 在实际应用中, 可以先用全局PSO找到大致的结果,再用局部PSO进行搜索.
另外的一个参数是惯性权重, 由Shi 和Eberhart提出, 有兴趣的可以参考他们1998年的论文(题目: A modified particle swarm optimizer)。

2. 卷积神经网络是如何反向调整参数的

参数调整流程:

  1. 计算loss--loss是根据网络输入值和真实值求解获得,与网络参数有关

  2. 根据loss使用梯度下降法进行反向传播--梯度下降的BP算法,参考微积分链式求导法则.

结束..

可以追问的~~

3. 神经网络算法中,参数的设置或者调整,有什么方法可以采用

若果对你有帮助,请点赞。
神经网络的结构(例如2输入3隐节点1输出)建好后,一般就要求神经网络里的权值和阈值。现在一般求解权值和阈值,都是采用梯度下降之类的搜索算法(梯度下降法、牛顿法、列文伯格-马跨特法、狗腿法等等),这些算法会先初始化一个解,在这个解的基础上,确定一个搜索方向和一个移动步长(各种法算确定方向和步长的方法不同,也就使各种算法适用于解决不同的问题),使初始解根据这个方向和步长移动后,能使目标函数的输出(在神经网络中就是预测误差)下降。 然后将它更新为新的解,再继续寻找下一步的移动方向的步长,这样不断的迭代下去,目标函数(神经网络中的预测误差)也不断下降,最终就能找到一个解,使得目标函数(预测误差)比较小。
而在寻解过程中,步长太大,就会搜索得不仔细,可能跨过了优秀的解,而步长太小,又会使寻解过程进行得太慢。因此,步长设置适当非常重要。
学习率对原步长(在梯度下降法中就是梯度的长度)作调整,如果学习率lr = 0.1,那么梯度下降法中每次调整的步长就是0.1*梯度,
而在matlab神经网络工具箱里的lr,代表的是初始学习率。因为matlab工具箱为了在寻解不同阶段更智能的选择合适的步长,使用的是可变学习率,它会根据上一次解的调整对目标函数带来的效果来对学习率作调整,再根据学习率决定步长。
机制如下:
if newE2/E2 > maxE_inc %若果误差上升大于阈值
lr = lr * lr_dec; %则降低学习率
else
if newE2 < E2 %若果误差减少
lr = lr * lr_inc;%则增加学习率
end
详细的可以看《神经网络之家》nnetinfo里的《[重要]写自己的BP神经网络(traingd)》一文,里面是matlab神经网络工具箱梯度下降法的简化代码

若果对你有帮助,请点赞。
祝学习愉快

4. 如何用遗传算法调节支持向量机的参数cg

首先,你的算法需要加入最优保存策略;其次,算法的操作算子,比如说选择操作、变异操作、交叉操作等,还需要再进行优化,以避免陷入局部最优解。

5. 深度神经网络dnn怎么调节参数

深度神经网络(DNN)目前是许多现代AI应用的基础。
自从DNN在语音识别和图像识别任务中展现出突破性的成果,使用DNN的应用数量呈爆炸式增加。这些DNN方法被大量应用在无人驾驶汽车,癌症检测,游戏AI等方面。
在许多领域中,DNN目前的准确性已经超过人类。与早期的专家手动提取特征或制定规则不同,DNN的优越性能来自于在大量数据上使用统计学习方法,从原始数据中提取高级特征的能力,从而对输入空间进行有效的表示。

然而,DNN超高的准确性是以超高的计算复杂度为代价的。
通常意义下的计算引擎,尤其是GPU,是DNN的基础。因此,能够在不牺牲准确性和增加硬件成本的前提下,提高深度神经网络的能量效率和吞吐量的方法,对于DNN在AI系统中更广泛的应用是至关重要的。研究人员目前已经更多的将关注点放在针对DNN计算开发专用的加速方法。
鉴于篇幅,本文主要针对论文中的如下几部分详细介绍:
DNN的背景,历史和应用
DNN的组成部分,以及常见的DNN模型
简介如何使用硬件加速DNN运算
DNN的背景
人工智能与深度神经网络

深度神经网络,也被称为深度学习,是人工智能领域的重要分支,根据麦卡锡(人工智能之父)的定义,人工智能是创造像人一样的智能机械的科学工程。深度学习与人工智能的关系如图1所示:

图1:深度神经网络与人工智能的关系
人工智能领域内,一个大的子领域是机器学习,由Arthur Samuel在1959年定义为:让计算机拥有不需要明确编程即可学习的能力。
这意味着创建一个程序,这个程序可以被训练去学习如何去做一些智能的行为,然后这个程序就可以自己完成任务。而传统的人工启发式方法,需要对每个新问题重新设计程序。
高效的机器学习算法的优点是显而易见的。一个机器学习算法,只需通过训练,就可以解决某一领域中每一个新问题,而不是对每个新问题特定地进行编程。
在机器学习领域,有一个部分被称作brain-inspired computation。因为人类大脑是目前学习和解决问题最好的“机器”,很自然的,人们会从中寻找机器学习的方法。
尽管科学家们仍在探索大脑工作的细节,但是有一点被公认的是:神经元是大脑的主要计算单元。
人类大脑平均有860亿个神经元。神经元相互连接,通过树突接受其他神经元的信号,对这些信号进行计算之后,通过轴突将信号传递给下一个神经元。一个神经元的轴突分支出来并连接到许多其他神经元的树突上,轴突分支和树突之间的连接被称为突触。据估计,人类大脑平均有1014-1015个突触。
突触的一个关键特性是它可以缩放通过它的信号大小。这个比例因子可以被称为权重(weight),普遍认为,大脑学习的方式是通过改变突触的权重实现的。因此,不同的权重导致对输入产生不同的响应。注意,学习过程是学习刺激导致的权重调整,而大脑组织(可以被认为是程序)并不改变。
大脑的这个特征对机器学习算法有很好的启示。
神经网络与深度神经网络

神经元的计算是输入值的加权和这个概念启发了神经网络的研究。这些加权和对应于突触的缩放值以及神经元所接收的值的组合。此外,神经元并不仅仅是输入信号的加权和,如果是这样的话,级联的神经元的计算将是一种简单的线性代数运算。
相反的是,神经元组合输入的操作似乎是一种非线性函数,只有输入达到某个阈值的时候,神经元才会生成输出。因此,通过类比,我们可以知道神经网络在输入值的加权和的基础上应用了非线性函数。
图2(a)展示了计算神经网络的示意图,图的最左边是接受数值的“输入层”。这些值被传播到中间层神经元,通常也叫做网络的“隐藏层”。通过一个或更多隐藏层的加权和最终被传播到“输出层”,将神经网络的最终结果输出给用户。

图2:神经网络示意图

在神经网络领域,一个子领域被称为深度学习。最初的神经网络通常只有几层的网络。而深度网络通常有更多的层数,今天的网络一般在五层以上,甚至达到一千多层。
目前在视觉应用中使用深度神经网络的解释是:将图像所有像素输入到网络的第一层之后,该层的加权和可以被解释为表示图像不同的低阶特征。随着层数的加深,这些特征被组合,从而代表更高阶的图像特征。
例如,线可以被组合成形状,再进一步,可以被组合成一系列形状的集合。最后,再训练好这些信息之后,针对各个图像类别,网络给出由这些高阶特征组成各个对象的概率,即分类结果。
推理(Inference)与训练(Training)
既然DNN是机器学习算法中的一员,那么它的基本编程思想仍然是学习。DNN的学习即确定网络的权重值。通常,学习过程被称为训练网络(training)。一旦训练完成,程序可以使用由训练确定的权值进行计算,这个使用网络完成任务的操作被被称为推断(inference)。
接下来,如图3所示,我们用图像分类作为例子来展示如何训练一个深度神经网络。当我们使用一个DNN的时候,我们输入一幅图片,DNN输出一个得分向量,每一个分数对应一个物体分类;得到最高分数的分类意味着这幅图片最有可能属于这个分类。
训练DNN的首要目标就是确定如何设置权重,使得正确分类的得分最高(图片所对应的正确分类在训练数据集中标出),而使其他不正确分类的得分尽可能低。理想的正确分类得分与目前的权重所计算出的得分之间的差距被称为损失函数(loss)。
因此训练DNN的目标即找到一组权重,使得对一个较大规模数据集的loss最小。

图3:图像分类

权重(weight)的优化过程类似爬山的过程,这种方法被称为梯度下降(gradient decent)。损失函数对每个权值的梯度,即损失函数对每个权值求偏导数,被用来更新权值(例:第t到t+1次迭代:,其中α被称为学习率(Learning rate)。梯度值表明权值应该如何变化以减小loss。这个减小loss值的过程是重复迭代进行的。
梯度可以通过反向传播(Back-Propagation)过程很高效地进行计算,loss的影响反向通过网络来计算loss是如何被每个权重影响的。
训练权重有很多种方法。前面提到的是最常见的方法,被称为监督学习,其中所有的训练样本是有标签的。
无监督学习是另一种方法,其中所有训练样本都没有标签,最终目标是在数据中查找结构或聚类。半监督学习结合了两种方法,只有训练数据的一小部分被标记(例如,使用未标记的数据来定义集群边界,并使用少量的标记数据来标记集群)。
最后,强化学习可以用来训练一个DNN作为一个策略网络,对策略网络给出一个输入,它可以做出一个决定,使得下一步的行动得到相应的奖励;训练这个网络的过程是使网络能够做出使奖励(即奖励函数)最大化的决策,并且训练过程必须平衡尝试新行为(Exploration)和使用已知能给予高回报的行为(Exploitation)两种方法。

用于确定权重的另一种常用方法是fine-tune,使用预先训练好的模型的权重用作初始化,然后针对新的数据集(例如,传递学习)或新的约束(例如,降低的精度)调整权重。与从随机初始化开始相比,能够更快的训练,并且有时会有更好的准确性。

6. 在图像处理中 算法通常需要调整参数,这种问题怎么解决

参数调整使得算法完成你的任务,大量图片测试,然后调整参数,如果一套固定的参数可以对这些图像结果都满足要求即可,如果不符合需要重新修改算法来实现

7. pic单片机pid控制算法参数整定

我这有51的

#include <stdlib.h>

#include "global_varible.h"

/****************************************************************************
* 模块名: PID
* 描述: PID调节子程序
* 采用PID-PD算法。在偏差绝对值大于△e时,用PD算法,以改善动态品质。
* 当偏差绝对值小于△e时,用PID算法,提高稳定精度。
* PIDout=kp*e(t)+ki*[e(t)+e(t-1)+...+e(1)]+kd*[e(t)-e(t-1)]
*============================================================================
* 入口: 无
* 出口: 无
* 改变: PID_T_Run=加热时间控制
*****************************************************************************/
void PID_Math(void)
{
signed long ee1; //偏差一阶
//signed long ee2; //偏差二阶
signed long d_out; //积分输出

if(!Flag_PID_T_OK)
return;
Flag_PID_T_OK=0;

Temp_Set=3700; //温度控制设定值37.00度

PID_e0 = Temp_Set-Temp_Now; //本次偏差
ee1 = PID_e0-PID_e1; //计算一阶偏差
//ee2 = PID_e0-2*PID_e1+PID_e2; //计算二阶偏差
if(ee1 > 500) //一阶偏差的限制范围
ee1 = 500;
if(ee1 < -500)
ee1 = -500;
PID_e_SUM += PID_e0; //偏差之和
if(PID_e_SUM > 200) //积分最多累计的温差
PID_e_SUM = 200;
if(PID_e_SUM < -200)
PID_e_SUM = -200;

PID_Out = PID_kp*PID_e0+PID_kd*ee1; //计算PID比例和微分输出
if(abs(PID_e0) < 200) //如果温度相差小于1.5度则计入PID积分输出
{
if(abs(PID_e0) > 100) //如果温度相差大于1度时积分累计限制
{
if(PID_e_SUM > 100)
PID_e_SUM = 100;
if(PID_e_SUM < -100)
PID_e_SUM = -100;
}
d_out = PID_ki*PID_e_SUM; //积分输出
if(PID_e0 < -5) //当前温度高于设定温度0.5度时积分累计限制
{
if(PID_e_SUM > 150)
PID_e_SUM = 150;

if(PID_e_SUM > 0) //当前温度高于设定温度0.5度时削弱积分正输出
d_out >>= 1;
}
PID_Out += d_out; //PID比例,积分和微分输出
}
else
PID_e_SUM=0;

PID_Out/=100; //恢复被PID_Out系数放大的倍数
if(PID_Out > 200)
PID_Out=200;
if(PID_Out<0)
PID_Out=0;

if(PID_e0 > 300) //当前温度比设定温度低3度则全速加热
PID_Out=200;
if(PID_e0 < -20) //当前温度高于设定温度0.2度则关闭加热
PID_Out=0;

Hot_T_Run=PID_Out; //加热时间控制输出

PID_e2 = PID_e1; //保存上次偏差
PID_e1 = PID_e0; //保存当前偏差
}
////////////////////////////////////////////////////////////void PID_Math() end.

8. canny算法的参数设置

Canny 算法包含许多可以调整的参数,它们将影响到算法的计算的时间与实效。
高斯滤波器的大小:第一步所有的平滑滤波器将会直接影响 Canny 算法的结果。较小的滤波器产生的模糊效果也较少,这样就可以检测较小、变化明显的细线。较大的滤波器产生的模糊效果也较多,将较大的一块图像区域涂成一个 特定点的颜色值。这样带来的结果就是对于检测较大、平滑的边缘更加有用,例如彩虹的边缘。
双阈值:使用两个阈值比使用一个阈值更加灵活,但是它还是有阈值存在的共性问题。设置的阈值过高,可能会漏掉重要信息;阈值过低,将会把枝节信息看得很重要。很难给出一个适用于所有图像的通用阈值。目前还没有一个经过验证的实现方法。

9. 粒子群算法的参数设置

从上面的例子我们可以看到应用PSO解决优化问题的过程中有两个重要的步骤: 问题解的编码和适应度函数 不需要像遗传算法一样是二进制编码(或者采用针对实数的遗传操作.例如对于问题 f(x) = x1^2 + x2^2+x3^2 求解, 粒子可以直接编码为 (x1, x2, x3), 而适应度函数就是f(x). 接着我们就可以利用前面的过程去寻优.这个寻优过程是一个叠代过程, 中止条件一般为设置为达到最大循环数或者最小错误
PSO中并没有许多需要调节的参数,下面列出了这些参数以及经验设置
粒子数: 一般取 20 – 40. 其实对于大部分的问题10个粒子已经足够可以取得好的结果, 不过对于比较难的问题或者特定类别的问题, 粒子数可以取到100 或 200
粒子的长度: 这是由优化问题决定, 就是问题解的长度
粒子的范围: 由优化问题决定,每一维可以设定不同的范围
Vmax: 最大速度,决定粒子在一个循环中最大的移动距离,通常设定为粒子的范围宽度,例如上面的例子里,粒子 (x1, x2, x3) x1 属于 [-10, 10], 那么 Vmax 的大小就是 20
学习因子: c1 和 c2 通常等于 2. 不过在文献中也有其他的取值. 但是一般 c1 等于 c2 并且范围在0和4之间
中止条件: 最大循环数以及最小错误要求. 例如, 在上面的神经网络训练例子中, 最小错误可以设定为1个错误分类, 最大循环设定为2000, 这个中止条件由具体的问题确定.
全局PSO和局部PSO: 我们介绍了两种版本的粒子群优化算法: 全局版和局部版. 前者速度快不过有时会陷入局部最优. 后者收敛速度慢一点不过很难陷入局部最优. 在实际应用中, 可以先用全局PSO找到大致的结果,再用局部PSO进行搜索. 代码来自2008年数学建模东北赛区B题, #includestdafx.h#include<math.h>#include<time.h>#include<iostream>#include<fstream>usingnamespacestd;intc1=2;//加速因子intc2=2;//加速因子doublew=1;//惯性权重doubleWmax=1;//最大惯性权重doubleWmin=0.6;//最小惯性权重intKmax=110;//迭代次数intGdsCnt;//物资总数intconstDim=10;//粒子维数intconstPNum=50;//粒子个数intGBIndex=0;//最优粒子索引doublea=0.6;//适应度调整因子doubleb=0.5;//适应度调整因子intXup[Dim];//粒子位置上界数组intXdown[Dim]=;//粒子位置下界数组intValue[Dim];//初始急需度数组intVmax[Dim];//最大速度数组classPARTICLE;//申明粒子节点voidCheck(PARTICLE&,int);//约束函数voidInput(ifstream&);//输入变量voidInitial();//初始化相关变量doubleGetFit(PARTICLE&);//计算适应度voidCalculateFit();//计算适应度voidBirdsFly();//粒子飞翔voidRun(ofstream&,int=2000);//运行函数classPARTICLE//微粒类{public:intX[Dim];//微粒的坐标数组intXBest[Dim];//微粒的最好位置数组intV[Dim];//粒子速度数组doubleFit;//微粒适合度doubleFitBest;//微粒最好位置适合度};PARTICLEParr[PNum];//粒子数组intmain()//主函数{ofstreamoutf(out.txt);ifstreaminf(data.txt);//关联输入文件inf>>GdsCnt;//输入物资总数Input(inf);Initial();Run(outf,100);system(pause);return0;}voidCheck(PARTICLE&p,intcount)//参数:p粒子对象,count物资数量{srand((unsigned)time(NULL));intsum=0;for(inti=0;i<Dim;i++){if(p.X>Xup)p.X=Xup;elseif(p.X<Xdown)p.X=Xdown;if(p.V>Vmax)p.V=Vmax;elseif(p.V<0)p.V=0;sum+=p.X;}while(sum>count){p.X[rand()%Dim]--;sum=0;for(inti=0;i<Dim;i++){if(p.X>Xup)p.X=Xup;elseif(p.X<Xdown)p.X=Xdown;if(p.V>Vmax)p.V=Vmax;elseif(p.V<0)p.V=0;sum+=p.X;}}voidInput(ifstream&inf)//以inf为对象输入数据{for(inti=0;i<Dim;i++)inf>>Xup;for(inti=0;i<Dim;i++)inf>>Value;}voidInitial()//初始化数据{GBIndex=0;srand((unsigned)time(NULL));//初始化随机函数发生器for(inti=0;i<Dim;i++)Vmax=(int)((Xup-Xdown)*0.035);for(inti=0;i{for(intj=0;j<Dim;j++){Parr.X[j]=(int)(rand()/(double)RAND_MAX*(Xup[j]-Xdown[j])-Xdown[j]+0.5);Parr.XBest[j]=Parr.X[j];Parr.V[j]=(int)(rand()/(double)RAND_MAX*(Vmax[j]-Vmax[j]/2));}Parr.Fit=GetFit(Parr);Parr.FitBest=Parr.Fit;if(Parr.Fit>Parr[GBIndex].Fit)GBIndex=i;}}doubleGetFit(PARTICLE&p)//计算对象适应度{doublesum=0;for(inti=0;i<Dim;i++)for(intj=1;j<=p.X;j++)sum+=(1-(j-1)*a/(Xup-b))*Value;returnsum;}voidCalculateFit()//计算数组内各粒子的适应度{for(inti=0;i{Parr.Fit=GetFit(Parr);}}voidBirdsFly()//粒子飞行寻找最优解{srand((unsigned)time(NULL));staticintk=10;w=Wmax-k*(Wmax-Wmin)/Kmax;k++;for(inti=0;i{for(intj=0;j<Dim;j++){Parr.V[j]=(int)(w*Parr.V[j]);Parr.V[j]+=(int)(c1*rand()/(double)RAND_MAX*(Parr.XBest[j]-Parr.X[j]);Parr.V[j]+=c2*rand()/(double)RAND_MAX*(Parr[GBIndex].XBest[j]-Parr.X[j]));}}Check(Parr,GdsCnt);for(intj=0;j<Dim;j++){Parr.X[j]+=Parr.V[j];Check(Parr,GdsCnt);}CalculateFit();for(inti=0;i{if(Parr.Fit>=Parr.FitBest){Parr.FitBest=Parr.Fit;for(intj=0;j<Dim;j++)Parr.XBest[j]=Parr.X[j];}}GBIndex=0;for(inti=0;i{if(Parr.FitBest>Parr[GBIndex].FitBest&&i!=GBIndex)GBIndex=i;}}voidRun(ofstream&outf,intnum)//令粒子以规定次数num飞行{for(inti=0;i<num;i++){BirdsFly();outf<<(i+1)<<ends<for(intj=0;j<Dim;j++)outf<outf<<endl;}cout<<Done!<<endl;}

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