📄 三分类bp程序.m
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function main()
InDim=2;%样本输入维数
OutDim=3;% 样本输出维数
figure
colordef(gcf,'white')
echo off
clc
axis([-2,2,-2,2])
axis on
grid
xlabel('Input x');
ylabel('Output y');
line([-1 1],[1 1])
line([1 -1],[1 0])
line([-1 -1],[0 1])
line([-1 1],[-0.5 -0.5])
line([-1 1],[-1.5 -1.5])
line([1 1],[-0.5 -1.5])
line([-1 -1],[-0.5 -1.5])
hold on
SamNum=200;%训练样本数
rand('state',sum(100*clock))
SamIn=(rand(2,SamNum)-0.5)*4;% 随机产生样本输入
SamOut=[];
for i=1:SamNum
Sam=SamIn(:,i);
x=Sam(1,1);
y=Sam(2,1);
if((x>-1)&(x<1))==1
if ((y>x/2+1/2)&(y<1))==1
plot(x,y,'r+')
class=[0 1 0]';
elseif((y<-0.5)&(y>-1.5))==1
plot(x,y,'rs')
class=[0 0 1]';
else
plot(x,y,'ro')
class=[1 0 0]';
end
else
plot(x,y,'ro')
class=[1 0 0]';
end
SamOut=[SamOut class];
end
HiddenUnitNum=10;%隐节点数
MaxEpochs=10000;%最大训练次数
lr=0.1;%学习率
E0=0.01;%目标误差
W1=0.2*rand(HiddenUnitNum,InDim)-0.1;
B1=0.2*rand(HiddenUnitNum,1)-0.1;
W2=0.2*rand(OutDim,HiddenUnitNum)-0.1;
B2=0.2*rand(OutDim,1)-0.1;
W1Ex=[W1 B1];
W2Ex=[W2 B2];
SamInEx=[SamIn' ones(SamNum,1)]';
ErrHistory=[];
for i=1:MaxEpochs %正向传播计算网络输出
HiddenOut=logsig(W1Ex*SamInEx);
HiddenOutEx=[HiddenOut' ones(SamNum,1)]';
NetworkOut=logsig(W2Ex*HiddenOutEx);
% 停止学习判断
Error=SamOut-NetworkOut;
SSE=sumsqr(Error)
%记录每次权值调整后的训练误差
ErrHistory=[ErrHistory,SSE];
if SSE<E0,break,end
%计算反向传播误差
Delta2=Error.*NetworkOut.*(1-NetworkOut);
Delta1=W2'*Delta2.*HiddenOut.*(1-HiddenOut);
%计算权值调节量
dW2Ex=Delta2*HiddenOutEx';
dW1Ex=Delta1*SamInEx';
%权值调节
W1Ex=W1Ex+lr*dW1Ex;
W2Ex=W2Ex+lr*dW2Ex;
W2=W2Ex(:,1:HiddenUnitNum);
end
W1=W1Ex(:,1:InDim);
B1=W1Ex(:,InDim+1);
W2=W2Ex(:,1:HiddenUnitNum);
B2=W2Ex(:,HiddenUnitNum+1);
%绘制误差曲线
figure
hold on
grid
[xx,Num]=size(ErrHistory);
plot(1:Num,ErrHistory,'r-');
testsamnum=5000;% 测试样本数
testsamin=(rand(2,testsamnum)-0.5)*4;
testhiddenout=logsig(W1*testsamin+repmat(B1,1,testsamnum));
testnetworkout=logsig(W2*testhiddenout+repmat(B2,1,testsamnum));
[val nnclass]=max(testnetworkout);
testtargetout=[];
for i=1:testsamnum
sam=testsamin(:,i);
x=sam(1,1);
y=sam(2,1);
if((x>-1)&(x<1))==1
if((y>x/2+1/2)&(y<1))==1
testtargetout=[testtargetout,2];
elseif((y<-0.5)&(y>-1.5))==1
testtargetout=[testtargetout 3];
else
testtargetout=[testtargetout 1];
end
else
testtargetout=[testtargetout 1];
end
end
nnc1flag=abs(nnclass-1)<0.1;
nnc2flag=abs(nnclass-2)<0.1;
nnc3flag=abs(nnclass-3)<0.1;
targetc1flag=abs(testtargetout-1)<0.1;
targetc2flag=abs(testtargetout-2)<0.1;
targetc3flag=abs(testtargetout-3)<0.1;
testc1num=sum(nnc1flag)
testc2num=sum(nnc2flag)
testc3num=sum(nnc3flag)
testc1c1=1.0*nnc1flag*targetc1flag'
testc1c2=1.0*nnc1flag*targetc2flag'
testc1c3=1.0*nnc1flag*targetc3flag'
testc2c1=1.0*nnc2flag*targetc1flag'
testc2c2=1.0*nnc2flag*targetc2flag'
testc2c3=1.0*nnc2flag*targetc3flag'
testc3c1=1.0*nnc3flag*targetc1flag'
testc3c2=1.0*nnc3flag*targetc2flag'
testc3c3=1.0*nnc3flag*targetc3flag'
testcorrect=(testc1c1+testc2c2+testc3c3)/testsamnum
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