小波神经网络的python代码

时间: 2023-07-27 15:06:06 浏览: 106
小波神经网络的Python代码如下: ```python import numpy as np import pywt import matplotlib.pyplot as plt class WaveletNeuralNetwork: def __init__(self, num_inputs, num_hidden, num_outputs, wavelet_name='db4'): self.num_inputs = num_inputs self.num_hidden = num_hidden self.num_outputs = num_outputs self.wavelet_name = wavelet_name # initialize weights and biases self.hidden_weights = np.random.randn(num_inputs, num_hidden) self.hidden_bias = np.zeros(num_hidden) self.output_weights = np.random.randn(num_hidden, num_outputs) self.output_bias = np.zeros(num_outputs) def train(self, X, y, num_epochs=1000, learning_rate=0.1): for epoch in range(num_epochs): # forward pass hidden_inputs = np.dot(X, self.hidden_weights) + self.hidden_bias hidden_outputs, _ = pywt.dwt(hidden_inputs, self.wavelet_name) output_inputs = np.dot(hidden_outputs, self.output_weights) + self.output_bias output = sigmoid(output_inputs) # backward pass output_error = (y - output) * sigmoid_derivative(output) hidden_error = pywt.idwt(np.dot(output_error, self.output_weights.T), None, self.wavelet_name) hidden_error *= sigmoid_derivative(hidden_inputs) # update weights and biases self.output_weights += learning_rate * np.dot(hidden_outputs.T, output_error) self.output_bias += learning_rate * np.sum(output_error, axis=0) self.hidden_weights += learning_rate * np.dot(X.T, hidden_error) self.hidden_bias += learning_rate * np.sum(hidden_error, axis=0) def predict(self, X): hidden_inputs = np.dot(X, self.hidden_weights) + self.hidden_bias hidden_outputs, _ = pywt.dwt(hidden_inputs, self.wavelet_name) output_inputs = np.dot(hidden_outputs, self.output_weights) + self.output_bias output = sigmoid(output_inputs) return output def plot_wavelet(self, X): hidden_inputs = np.dot(X, self.hidden_weights) + self.hidden_bias hidden_outputs, _ = pywt.dwt(hidden_inputs, self.wavelet_name) plt.subplot(2, 1, 1) plt.plot(hidden_inputs) plt.title('Hidden Layer Inputs') plt.subplot(2, 1, 2) plt.plot(hidden_outputs) plt.title('Hidden Layer Outputs') plt.tight_layout() plt.show() def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def sigmoid_derivative(x): return sigmoid(x) * (1 - sigmoid(x)) ``` 这是一个简单的小波神经网络实现,包含了训练、预测和绘制小波变换图像的功能。在训练过程中,使用了小波变换来对输入进行降维和特征提取,然后使用标准的反向传播算法更新权重和偏置。

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