基于混合蛙跳优化的BP神经网络(分类应用) - 附代码

基于混合蛙跳优化的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混合蛙跳算法优化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.混合蛙跳优化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 混合蛙跳算法应用

混合蛙跳算法原理请参考:https://blog.csdn.net/u011835903/article/details/108294230

混合蛙跳算法的参数设置为:

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:

从混合蛙跳算法的收敛曲线可以看到,整体误差是不断下降的,说明混合蛙跳算法起到了优化的作用:

5.Matlab代码

相关推荐
云境筑桃源哇13 分钟前
海洋ALFA:主权与创新的交响,开启AI生态新纪元
人工智能
liliangcsdn24 分钟前
LLM复杂数值的提取计算场景示例
人工智能·python
小和尚同志31 分钟前
OpenCodeUI 让你随时随地 AI Coding
人工智能·aigc·ai编程
AI视觉网奇34 分钟前
2d 数字人解决方案-待机动作
人工智能·计算机视觉
人工智能AI酱1 小时前
【AI深究】逻辑回归(Logistic Regression)全网最详细全流程详解与案例(附大量Python代码演示)| 数学原理、案例流程、代码演示及结果解读 | 决策边界、正则化、优缺点及工程建议
人工智能·python·算法·机器学习·ai·逻辑回归·正则化
爱喝可乐的老王1 小时前
机器学习监督学习模型--逻辑回归
人工智能·机器学习·逻辑回归
Ao0000001 小时前
机器学习——逻辑回归
人工智能·机器学习·逻辑回归
DeepModel1 小时前
【分类算法】逻辑回归超详细讲解
分类·数据挖掘·逻辑回归
智算菩萨1 小时前
【How Far Are We From AGI】3 AGI的边界扩张——数字、物理与智能三重接口的技术实现与伦理困境
论文阅读·人工智能·深度学习·ai·agi
智算菩萨1 小时前
【How Far Are We From AGI】2 大模型的“灵魂“缺口:当感知、记忆与自我意识的迷雾尚未散去
人工智能·ai·agi·感知