基于matlab使用单层感知机实现对鸢花集的分类,没有隐藏层,不使用自带的神经网络工具箱
时间: 2024-03-27 13:36:26 浏览: 120
好的,我会尽可能详细地回答您的问题。
首先,让我们来了解一下什么是单层感知机。单层感知机是一种最简单的神经网络模型,它只有一个输入层和一个输出层,没有隐藏层。它的主要作用是进行二分类。它的输入是一组特征值,输出是一个二进制值(0或1),表示属于哪一类。
接下来,我们需要了解一下鸢花集(Iris)数据集。鸢花集是一个常用的分类实验数据集,由Fisher于1936年收集整理,包含4个特征(花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度)和3种鸢花(Iris Setosa、Iris Versicolour、Iris Virginica),每种鸢花50个样本。我们可以使用这个数据集来训练我们的单层感知机模型。
然后,我们需要编写代码实现单层感知机的训练和预测。这里我们使用MATLAB进行编程。首先,我们需要读取鸢花集数据集。可以使用MATLAB内置的load函数来读取数据集,然后将其分成训练集和测试集。我们可以将前40个样本作为训练集,后10个样本作为测试集。
接下来,我们需要定义单层感知机模型。我们可以使用MATLAB的矩阵乘法和阈值函数来实现。我们需要定义权重矩阵W和偏置向量b。W是一个4x1的矩阵,b是一个标量。我们可以随机初始化W和b。然后,我们可以使用梯度下降算法来训练模型,最小化损失函数。损失函数可以定义为交叉熵损失函数。
最后,我们可以使用测试集来评估模型的性能。我们可以计算模型的准确率,即正确分类的样本数除以总样本数。
下面是一个MATLAB实现的单层感知机模型:
```matlab
% load iris dataset
load fisheriris
% split dataset into training and testing sets
X_train = [meas(1:40,:); meas(51:90,:); meas(101:140,:)];
y_train = [zeros(40,1); ones(40,1); 2*ones(40,1)];
X_test = [meas(41:50,:); meas(91:100,:); meas(141:150,:)];
y_test = [zeros(10,1); ones(10,1); 2*ones(10,1)];
% define perceptron model
W = rand(4,1);
b = rand();
lr = 0.1;
n_epochs = 100;
for epoch = 1:n_epochs
for i = 1:size(X_train,1)
% forward pass
z = X_train(i,:) * W + b;
y_pred = z > 0;
% backward pass
delta = y_pred - y_train(i);
dW = X_train(i,:)' * delta;
db = delta;
W = W - lr * dW;
b = b - lr * db;
end
end
% predict on test set
y_pred = zeros(size(y_test));
for i = 1:size(X_test,1)
z = X_test(i,:) * W + b;
y_pred(i) = z > 0;
end
% compute accuracy
accuracy = sum(y_pred == y_test) / length(y_test);
fprintf('Accuracy: %.2f%%\n', accuracy*100);
```
这个代码会输出测试集的准确率。你可以尝试运行这个代码,看看它的输出结果。
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