使用matlab进行编程,列出代码,并解释参数选择。输入为u,输出为y,共有296个数据。划分训练集和验证集,使得训练集有200个数据,验证集有96个数据。在RBM中输入归一化数据。并用随即搜索法确定超参数。其中,隐性单元的数量m从区间[10, 18]中得到,学习率η选自[0.1, 0.0001],动量项选自从[0.1, 0.9],固定权重惩罚为0.0002。CD使用一步式吉布斯抽样。使用早期停止标准以避免过拟合。列出代码
时间: 2024-02-15 13:04:47 浏览: 107
好的,根据你的要求,我可以给出以下 Matlab 代码:
```matlab
% 加载数据
load('data.mat');
X = u;
Y = y;
% 归一化数据
X = normalize(X);
% 划分训练集和验证集
numTrain = 200;
numVal = 96;
idx = randperm(size(X, 1));
trainIdx = idx(1:numTrain);
valIdx = idx(numTrain+1:numTrain+numVal);
XTrain = X(trainIdx, :);
YTrain = Y(trainIdx, :);
XVal = X(valIdx, :);
YVal = Y(valIdx, :);
% 创建 RBM 模型
hiddenSizes = [10 18];
rbmnet = patternnet(hiddenSizes, 'trainscg');
rbmnet.trainParam.lr = 0.1;
rbmnet.trainParam.mc = 0.9;
rbmnet.trainParam.weightPenaltyL2 = 0.0002;
rbmnet.trainParam.showWindow = false;
% 设置超参数范围
minHiddenSizes = 10;
maxHiddenSizes = 18;
minLearningRates = 0.0001;
maxLearningRates = 0.1;
minMomentums = 0.1;
maxMomentums = 0.9;
numTrials = 50;
% 进行随机搜索
options = trainingOptions('sgdm', ...
'MaxEpochs',maxEpochs, ...
'MiniBatchSize',miniBatchSize, ...
'InitialLearnRate',learningRate, ...
'Verbose',false);
vars = [
optimizableVariable('hiddenSizes',[minHiddenSizes,maxHiddenSizes],'Type','integer');
optimizableVariable('learningRate',[minLearningRates,maxLearningRates],'Transform','log');
optimizableVariable('momentum',[minMomentums,maxMomentums],'Transform','log')
];
results = randomsearch(@(vars)trainAndTestRBM(vars,rbmnet,XTrain,YTrain,XVal,YVal),vars,...
'Verbose',1,'NumTrialPoints',numTrials,'ShowPlots',true,...
'OutputFcn',@(info)stopIfAccuracyNotImproving(info,3));
% 训练和测试 RBM 模型
function accuracy = trainAndTestRBM(vars, rbmnet, XTrain, YTrain, XVal, YVal)
% 设置超参数
rbmnet.layers{1}.size = vars.hiddenSizes;
rbmnet.trainParam.lr = vars.learningRate;
rbmnet.trainParam.mc = vars.momentum;
% 训练模型
rbmnet = train(rbmnet, XTrain');
% 使用模型进行预测
YPredTrain = sim(rbmnet, XTrain');
YPredVal = sim(rbmnet, XVal');
% 计算准确率
trainAccuracy = sum(round(YPredTrain') == YTrain) / numel(YTrain);
valAccuracy = sum(round(YPredVal') == YVal) / numel(YVal);
% 返回验证集准确率
accuracy = -valAccuracy;
end
% 早期停止标准函数
function stop = stopIfAccuracyNotImproving(info, epochs)
% 如果连续 epochs 次验证集准确率都没有提高,则停止训练
persistent lossHistory;
if info.State.Iteration == 1
lossHistory = inf(epochs, 1);
end
lossHistory = [lossHistory(2:end); info.TrainingLoss];
stop = lossHistory(1) >= min(lossHistory);
end
```
其中,`data.mat` 文件是包含数据的 Matlab 数据文件,`normalize` 函数用于归一化数据,`trainAndTestRBM` 函数用于训练和测试 RBM 模型,`stopIfAccuracyNotImproving` 函数用于早期停止标准。在随机搜索中,使用了 `randomsearch` 函数进行随机搜索,搜索次数为 50 次。最终输出的是验证集准确率的相反数,因为随机搜索算法是最小化目标函数,而我们需要最大化验证集准确率。
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