基于BP神经网络的人脸识别C语言代码

时间: 2023-10-30 07:08:48 浏览: 43
以下是基于BP神经网络的人脸识别的C语言代码,仅供参考: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define INPUT_NUM 1024 // 输入层节点数 #define HIDDEN_NUM 20 // 隐层节点数 #define OUTPUT_NUM 2 // 输出层节点数 #define ALPHA 0.1 // 学习速率 #define EPOCH 2000 // 迭代次数 int load_data(char* filename, double data[INPUT_NUM][OUTPUT_NUM]) { FILE* fp; int i, j, num; fp = fopen(filename, "r"); if (fp == NULL) { printf("Can't open file %s\n", filename); return -1; } fscanf(fp, "%d", &num); for (i = 0; i < num; i++) { for (j = 0; j < INPUT_NUM; j++) { fscanf(fp, "%lf", &data[i][j]); } fscanf(fp, "%lf", &data[i][INPUT_NUM]); } fclose(fp); return num; } double sigmoid(double x) { return 1.0 / (1.0 + exp(-x)); } void forward(double input[INPUT_NUM], double output[OUTPUT_NUM], double w1[INPUT_NUM][HIDDEN_NUM], double w2[HIDDEN_NUM][OUTPUT_NUM], double b1[HIDDEN_NUM], double b2[OUTPUT_NUM]) { int i, j; double hidden[HIDDEN_NUM] = { 0 }; double sum; // 计算隐层节点的值 for (i = 0; i < HIDDEN_NUM; i++) { sum = 0.0; for (j = 0; j < INPUT_NUM; j++) { sum += input[j] * w1[j][i]; } hidden[i] = sigmoid(sum + b1[i]); } // 计算输出节点的值 for (i = 0; i < OUTPUT_NUM; i++) { sum = 0.0; for (j = 0; j < HIDDEN_NUM; j++) { sum += hidden[j] * w2[j][i]; } output[i] = sigmoid(sum + b2[i]); } } void backward(double input[INPUT_NUM], double output[OUTPUT_NUM], double w1[INPUT_NUM][HIDDEN_NUM], double w2[HIDDEN_NUM][OUTPUT_NUM], double b1[HIDDEN_NUM], double b2[OUTPUT_NUM], double teach[OUTPUT_NUM]) { int i, j; double hidden[HIDDEN_NUM] = { 0 }; double delta_o[OUTPUT_NUM] = { 0 }; double delta_h[HIDDEN_NUM] = { 0 }; double sum; // 计算误差信号 for (i = 0; i < OUTPUT_NUM; i++) { delta_o[i] = output[i] * (1 - output[i]) * (teach[i] - output[i]); } // 计算隐层的误差信号 for (i = 0; i < HIDDEN_NUM; i++) { sum = 0.0; for (j = 0; j < OUTPUT_NUM; j++) { sum += delta_o[j] * w2[i][j]; } delta_h[i] = hidden[i] * (1 - hidden[i]) * sum; } // 更新输出层权值和偏置 for (i = 0; i < OUTPUT_NUM; i++) { for (j = 0; j < HIDDEN_NUM; j++) { w2[j][i] += ALPHA * delta_o[i] * hidden[j]; } b2[i] += ALPHA * delta_o[i]; } // 更新隐层权值和偏置 for (i = 0; i < HIDDEN_NUM; i++) { for (j = 0; j < INPUT_NUM; j++) { w1[j][i] += ALPHA * delta_h[i] * input[j]; } b1[i] += ALPHA * delta_h[i]; } } double test(double input[INPUT_NUM], double output[OUTPUT_NUM], double w1[INPUT_NUM][HIDDEN_NUM], double w2[HIDDEN_NUM][OUTPUT_NUM], double b1[HIDDEN_NUM], double b2[OUTPUT_NUM]) { int i, j; double hidden[HIDDEN_NUM] = { 0 }; double sum; // 计算隐层节点的值 for (i = 0; i < HIDDEN_NUM; i++) { sum = 0.0; for (j = 0; j < INPUT_NUM; j++) { sum += input[j] * w1[j][i]; } hidden[i] = sigmoid(sum + b1[i]); } // 计算输出节点的值 for (i = 0; i < OUTPUT_NUM; i++) { sum = 0.0; for (j = 0; j < HIDDEN_NUM; j++) { sum += hidden[j] * w2[j][i]; } output[i] = sigmoid(sum + b2[i]); } return output[0]; } int main(int argc, char** argv) { double input[INPUT_NUM]; double output[OUTPUT_NUM] = { 0 }; double w1[INPUT_NUM][HIDDEN_NUM] = { 0 }; double w2[HIDDEN_NUM][OUTPUT_NUM] = { 0 }; double b1[HIDDEN_NUM] = { 0 }; double b2[OUTPUT_NUM] = { 0 }; double teach[OUTPUT_NUM]; double data[INPUT_NUM][OUTPUT_NUM]; int num, i, j, k; double err, err_sum; if (argc != 4) { printf("Usage: %s train_data_file test_data_file model_file\n", argv[0]); return -1; } // 加载训练数据 num = load_data(argv[1], data); // 随机初始化权值和偏置 for (i = 0; i < INPUT_NUM; i++) { for (j = 0; j < HIDDEN_NUM; j++) { w1[i][j] = (double)rand() / RAND_MAX - 0.5; } } for (i = 0; i < HIDDEN_NUM; i++) { for (j = 0; j < OUTPUT_NUM; j++) { w2[i][j] = (double)rand() / RAND_MAX - 0.5; } } for (i = 0; i < HIDDEN_NUM; i++) { b1[i] = (double)rand() / RAND_MAX - 0.5; } for (i = 0; i < OUTPUT_NUM; i++) { b2[i] = (double)rand() / RAND_MAX - 0.5; } // 训练模型 for (k = 0; k < EPOCH; k++) { err_sum = 0.0; for (i = 0; i < num; i++) { for (j = 0; j < INPUT_NUM; j++) { input[j] = data[i][j]; } teach[0] = data[i][INPUT_NUM]; teach[1] = 1 - data[i][INPUT_NUM]; forward(input, output, w1, w2, b1, b2); backward(input, output, w1, w2, b1, b2, teach); err = (teach[0] - output[0]) * (teach[0] - output[0]); err_sum += err; } printf("Epoch %d: err=%lf\n", k, err_sum); } // 保存模型 FILE* fp = fopen(argv[3], "wb"); fwrite(w1, sizeof(double), INPUT_NUM * HIDDEN_NUM, fp); fwrite(w2, sizeof(double), HIDDEN_NUM * OUTPUT_NUM, fp); fwrite(b1, sizeof(double), HIDDEN_NUM, fp); fwrite(b2, sizeof(double), OUTPUT_NUM, fp); fclose(fp); // 加载测试数据 num = load_data(argv[2], data); // 加载模型 fp = fopen(argv[3], "rb"); fread(w1, sizeof(double), INPUT_NUM * HIDDEN_NUM, fp); fread(w2, sizeof(double), HIDDEN_NUM * OUTPUT_NUM, fp); fread(b1, sizeof(double), HIDDEN_NUM, fp); fread(b2, sizeof(double), OUTPUT_NUM, fp); fclose(fp); // 测试模型 int correct = 0; for (i = 0; i < num; i++) { for (j = 0; j < INPUT_NUM; j++) { input[j] = data[i][j]; } teach[0] = data[i][INPUT_NUM]; teach[1] = 1 - data[i][INPUT_NUM]; double result = test(input, output, w1, w2, b1, b2); if ((result > 0.5 && teach[0] == 1) || (result < 0.5 && teach[1] == 1)) { correct++; } } printf("Accuracy: %lf\n", (double)correct / num); return 0; } ```

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