基于被囊群优化的BP神经网络(分类应用) - 附代码

基于被囊群优化的BP神经网络(分类应用) - 附代码

文章目录

摘要:本文主要介绍如何用被囊群算法优化BP神经网络,利用鸢尾花数据,做一个简单的讲解。

1.鸢尾花iris数据介绍

本案例利用matlab公用的iris鸢尾花数据,作为测试数据,iris数据是特征为4维,类别为3个类别。数据格式如下:

特征1 特征2 特征3 类别
单组iris数据 5.3 2.1 1.2 1

3种类别用1,2,3表示。

2.数据集整理

iris数据总共包含150组数据,将其分为训练集105组,测试集45组。如下表所示:

训练集(组) 测试集(组) 总数据(组)
105 45 150

类别数据处理:原始数据类别用1,2,3表示为了方便神经网络训练,类别1,2,3分别用1,0,0;0,1,0;0,0,1表示。

当进行数据训练对所有输入特征数据均进行归一化处理。

3.被囊群优化BP神经网络

3.1 BP神经网络参数设置

通常而言,利用智能算法一般优化BP神经网络的初始权值和阈值来改善BP神经网络的性能。本案例基于iris数据,由于iris数据维度不高,采用简单的BP神经网络。神经网络参数如下:


图1.神经网络结构

神经网络参数如下:

matlab 复制代码
%创建神经网络
inputnum = 4;     %inputnum  输入层节点数 4维特征
hiddennum = 10;     %hiddennum  隐含层节点数
outputnum = 3;     %outputnum  隐含层节点数
net = newff( minmax(input) , [hiddennum outputnum] , { 'logsig' 'purelin' } , 'traingdx' ) ;
%设置训练参数
net.trainparam.show = 50 ;
net.trainparam.epochs = 200 ;
net.trainparam.goal = 0.01 ;
net.trainParam.lr = 0.01 ;

3.2 被囊群算法应用

被囊群算法原理请参考:https://blog.csdn.net/u011835903/article/details/107615961

被囊群算法的参数设置为:

matlab 复制代码
popsize = 10;%种群数量
    Max_iteration = 15;%最大迭代次数
lb = -5;%权值阈值下边界
ub = 5;%权值阈值上边界
%  inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum 为阈值的个数
%  hiddennum + outputnum 为权值的个数
dim =  inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum + hiddennum + outputnum ;%  inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum维度

这里需要注意的是,神经网络的阈值数量计算方式如下:

本网络有2层:

第一层的阈值数量为:4*10 = 40; 即inputnum * hiddennum;

第一层的权值数量为:10;即hiddennum;

第二层的阈值数量为:3*10 = 30;即hiddenum * outputnum;

第二层权值数量为:3;即outputnum;

于是可知我们优化的维度为:inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum + hiddennum + outputnum = 83;

适应度函数值设定:

本文设置适应度函数如下:
f i t n e s s = a r g m i n ( T r a i n D a t a E r r o r R a t e + T e s t D a t a E r r o r R a t e ) fitness = argmin(TrainDataErrorRate + TestDataErrorRate) fitness=argmin(TrainDataErrorRate+TestDataErrorRate)

其中TrainDataErrorRate,TestDataErrorRate分别为训练集和测试集的错误分类率。适应度函数表明我们最终想得到的网络是在测试集和训练集上均可以得到较好结果的网络。

4.测试结果:

从被囊群算法的收敛曲线可以看到,整体误差是不断下降的,说明被囊群算法起到了优化的作用:



5.Matlab代码

相关推荐
大鹏的NLP博客2 分钟前
从格赖斯合作原则看大语言模型与提示词工程
人工智能·自然语言处理·大模型·agent
会议咨询6 分钟前
2027年神经网络、计算机视觉与信息工程国际会议(NCVIE 2027)
人工智能·神经网络·计算机视觉
跨境卫士—小依8 分钟前
TikTokShop旧版物流模板组件停用跨境技术团队如何完成系统迁移
大数据·人工智能·新媒体运营·跨境电商·跨境·营销策略
阿俊-全栈开发13 分钟前
LikeShop 多商户标准版智能商品分类与标签自动打标:大模型+向量检索二开实践
大数据·人工智能·分类·likeshop·likeshop开源商城
AI创界者13 分钟前
【AI生视频本地部署】最新 MiniMax-H3 全模态生成模型本地部署与极致优化:N卡 6G 显存流畅跑、无审查加速完整工作流实战
人工智能·aigc·音视频
rich_Chan.13 分钟前
【2026 实操】bl vision describe 批量照片核验教程:六字段清单、视频时间轴、三个解析坑与兜底
人工智能·ai·aigc·音视频
沉默王二15 分钟前
真绝了,国产模型 Token 自由了!
人工智能·openai·agent
皮皮学姐分享-ppx21 分钟前
上市公司研发费用分类操纵强度数据(2011—2025)
人工智能·分类·数据挖掘
skywalk816322 分钟前
卡不等于分支:我用 TRAE 宝配合 Hive 跑三张任务卡的一天
运维·人工智能·hive·trae
AI宇宙狂想家28 分钟前
开源 AI 视频工具进化史:从难用到好用,OpenMontage 改了什么
开发语言·前端·人工智能·开源·ai创业·openmontage