一种大规模小波神经网络的拟牛顿学习算法的uic标准数据集测试
时间: 2023-08-10 13:04:13 浏览: 137
小波神经网络(Wavelet Neural Network,WNN)是一种结合小波分析和神经网络的方法,可以用于数据处理、模式识别等领域。对于大规模数据集,可以采用拟牛顿学习算法进行训练。
以下是一种基于Python语言的大规模小波神经网络的拟牛顿学习算法,并进行多个uic标准数据集测试的示例:
```python
import numpy as np
from scipy.optimize import minimize
# 定义小波函数
def wavelet(x, c, s):
return np.exp(-(x-c)**2/(2*s**2))
# 定义小波神经网络模型
class WNN:
def __init__(self, hidden_dim):
self.hidden_dim = hidden_dim
# 定义损失函数
def loss(self, theta, X, y):
n_features = X.shape[1]
n_samples = X.shape[0]
W1 = theta[:n_features*self.hidden_dim].reshape(n_features, self.hidden_dim)
b1 = theta[n_features*self.hidden_dim:(n_features+1)*self.hidden_dim]
W2 = theta[(n_features+1)*self.hidden_dim:].reshape(self.hidden_dim, 1)
y_pred = np.dot(np.dot(wavelet(X, b1, 1), W1), W2)
return np.sum((y-y_pred)**2)/n_samples
# 定义拟牛顿学习算法
def fit(self, X, y):
n_features = X.shape[1]
n_samples = X.shape[0]
theta = np.random.randn(n_features*self.hidden_dim+self.hidden_dim+self.hidden_dim)/100
res = minimize(self.loss, theta, args=(X,y), method='BFGS')
self.W1 = res.x[:n_features*self.hidden_dim].reshape(n_features, self.hidden_dim)
self.b1 = res.x[n_features*self.hidden_dim:(n_features+1)*self.hidden_dim]
self.W2 = res.x[(n_features+1)*self.hidden_dim:].reshape(self.hidden_dim, 1)
# 定义预测函数
def predict(self, X):
y_pred = np.dot(np.dot(wavelet(X, self.b1, 1), self.W1), self.W2)
return y_pred
# 加载数据集
from sklearn.datasets import load_boston
boston = load_boston()
X = boston.data
y = boston.target
# 数据预处理
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler = StandardScaler()
X = scaler.fit_transform(X)
# 划分训练集和测试集
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
# 训练模型
model = WNN(hidden_dim=10)
model.fit(X_train, y_train)
# 预测并评估
from sklearn.metrics import r2_score, mean_squared_error
y_pred = model.predict(X_test)
print("R2 score:", r2_score(y_test, y_pred))
print("MSE:", mean_squared_error(y_test, y_pred))
```
上述代码中,我们使用了波形函数来进行特征提取,并使用拟牛顿学习算法对小波神经网络进行训练。我们使用了Boston房价数据集进行测试,输出了R2得分和MSE指标,可以对模型进行评估。
当然,对于其他的uic标准数据集,可以按照相应的数据集进行相似的测试。
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