BP神经网络提取激光线中心代码

以下是一个基于Python的BP神经网络提取激光线中心的示例代码：

import numpy as np

class BPNN:
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim, learning_rate=0.1):
        self.input_dim = input_dim
        self.hidden_dim = hidden_dim
        self.output_dim = output_dim
        self.learning_rate = learning_rate
        
        # 初始化权重矩阵和偏置向量
        self.W1 = np.random.randn(self.input_dim, self.hidden_dim)
        self.b1 = np.zeros((1, self.hidden_dim))
        self.W2 = np.random.randn(self.hidden_dim, self.output_dim)
        self.b2 = np.zeros((1, self.output_dim))
        
    def sigmoid(self, x):
        return 1 / (1 + np.exp(-x))
    
    def forward(self, X):
        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):
        delta2 = (y - y_hat) * self.sigmoid_derivative(y_hat)
        dW2 = np.dot(self.a1.T, delta2)
        db2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True)
        delta1 = np.dot(delta2, self.W2.T) * self.sigmoid_derivative(self.a1)
        dW1 = np.dot(X.T, delta1)
        db1 = np.sum(delta1, axis=0)
        self.W1 += self.learning_rate * dW1
        self.b1 += self.learning_rate * db1
        self.W2 += self.learning_rate * dW2
        self.b2 += self.learning_rate * db2
        
    def train(self, X, y, epochs):
        for epoch in range(epochs):
            y_hat = self.forward(X)
            self.backward(X, y, y_hat)
            
    def predict(self, X):
        y_hat = self.forward(X)
        return np.round(y_hat)

# 生成一些随机的激光线中心数据
X = np.random.randn(100, 1)
y = np.sin(X)

# 创建一个BP神经网络模型
model = BPNN(1, 10, 1)

# 对模型进行训练
model.train(X, y, epochs=1000)

# 对一些测试数据进行预测
X_test = np.linspace(-5, 5, 100).reshape(-1, 1)
y_pred = model.predict(X_test)

# 显示预测结果
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(X_test, y_pred, label='predicted')
plt.plot(X, y, '*', label='ground truth')
plt.legend()
plt.show()

在上面的代码中，我们创建了一个具有一个输入层，一个隐藏层和一个输出层的BP神经网络。输入层的大小为1，隐藏层的大小为10，输出层的大小为1。我们使用随机梯度下降算法来训练模型，使用sigmoid作为激活函数。

在训练完成后，我们使用模型对一些测试数据进行预测，并将预测结果与真实值进行比较。最后，我们使用matplotlib绘制了预测结果和真实值之间的比较图。