应用于实例

时间: 2023-08-04 17:08:24 浏览: 47
好的,下面介绍一个简单的实例,使用BP神经网络来进行手写数字识别。我们将使用Python的NumPy库来实现BP神经网络。 首先,我们需要准备MNIST手写数字数据集。你可以使用Keras库来加载MNIST数据集: ```python from keras.datasets import mnist (X_train, y_train), (X_test, y_test) = mnist.load_data() # 将图像数据平铺 X_train = X_train.reshape(X_train.shape[0], -1) X_test = X_test.reshape(X_test.shape[0], -1) # 将图像数据归一化 X_train = X_train.astype('float32') / 255. X_test = X_test.astype('float32') / 255. # 将标签进行one-hot编码 num_classes = 10 y_train = keras.utils.to_categorical(y_train, num_classes) y_test = keras.utils.to_categorical(y_test, num_classes) ``` 然后,我们来实现BP神经网络: ```python import numpy as np class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size # 初始化权重 self.W1 = np.random.randn(self.input_size, self.hidden_size) self.b1 = np.zeros((1, self.hidden_size)) self.W2 = np.random.randn(self.hidden_size, self.output_size) self.b2 = np.zeros((1, self.output_size)) def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def forward(self, X): # 前向传播 self.z1 = np.dot(X, self.W1) + self.b1 self.a1 = self.sigmoid(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.W2) + self.b2 self.y_hat = self.sigmoid(self.z2) return self.y_hat def sigmoid_derivative(self, x): return x * (1 - x) def backward(self, X, y, y_hat, lr): # 反向传播 delta3 = (y_hat - y) * self.sigmoid_derivative(y_hat) dW2 = np.dot(self.a1.T, delta3) db2 = np.sum(delta3, axis=0, keepdims=True) delta2 = np.dot(delta3, self.W2.T) * self.sigmoid_derivative(self.a1) dW1 = np.dot(X.T, delta2) db1 = np.sum(delta2, axis=0) # 更新权重 self.W2 -= lr * dW2 self.b2 -= lr * db2 self.W1 -= lr * dW1 self.b1 -= lr * db1 def train(self, X, y, lr, epochs): for i in range(epochs): y_hat = self.forward(X) self.backward(X, y, y_hat, lr) ``` 接下来,我们创建一个BP神经网络,并对其进行训练: ```python input_size = 784 hidden_size = 128 output_size = 10 nn = NeuralNetwork(input_size, hidden_size, output_size) lr = 0.1 epochs = 1000 nn.train(X_train, y_train, lr, epochs) ``` 最后,我们使用测试集来对模型进行评估: ```python y_pred = nn.forward(X_test) y_pred = np.argmax(y_pred, axis=1) y_test = np.argmax(y_test, axis=1) accuracy = np.mean(y_pred == y_test) print('accuracy:', accuracy) ``` 这个例子中,我们使用一个简单的BP神经网络来进行手写数字识别,准确率可以达到90%以上。当然,你可以根据自己的需求对神经网络进行修改和调整,以获得更好的性能。

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