使用C++写一个人工神经网络识别车牌字符代码
时间: 2023-09-10 09:06:56 浏览: 40
好的,下面是一个使用C++编写的简单人工神经网络识别车牌字符的代码示例。这个代码示例使用了一个单层感知机(perceptron)神经网络,可以对车牌字符进行二分类(0或1)。
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
using namespace std;
// 定义神经网络结构
class NeuralNetwork {
public:
NeuralNetwork(int input_size, int hidden_size, int output_size) {
input_size_ = input_size;
hidden_size_ = hidden_size;
output_size_ = output_size;
weights_input_hidden_.resize(input_size_ * hidden_size_);
weights_hidden_output_.resize(hidden_size_ * output_size_);
bias_hidden_.resize(hidden_size_);
bias_output_.resize(output_size_);
// 初始化权重和偏置
InitWeights(weights_input_hidden_);
InitWeights(weights_hidden_output_);
InitBias(bias_hidden_);
InitBias(bias_output_);
}
// 初始化权重
void InitWeights(vector<double>& weights) {
for (int i = 0; i < weights.size(); i++) {
weights[i] = (double)(rand() % 10000) / 10000.0 - 0.5; // 随机初始化权重值
}
}
// 初始化偏置
void InitBias(vector<double>& bias) {
for (int i = 0; i < bias.size(); i++) {
bias[i] = (double)(rand() % 10000) / 10000.0 - 0.5; // 随机初始化偏置值
}
}
// 激活函数
double Activation(double x) {
return 1.0 / (1.0 + exp(-x));
}
// 前向传播
void Forward(const vector<double>& input) {
// 输入层到隐藏层
for (int i = 0; i < hidden_size_; i++) {
double sum = 0.0;
for (int j = 0; j < input_size_; j++) {
sum += input[j] * weights_input_hidden_[i * input_size_ + j];
}
hidden_[i] = Activation(sum + bias_hidden_[i]);
}
// 隐藏层到输出层
for (int i = 0; i < output_size_; i++) {
double sum = 0.0;
for (int j = 0; j < hidden_size_; j++) {
sum += hidden_[j] * weights_hidden_output_[i * hidden_size_ + j];
}
output_[i] = Activation(sum + bias_output_[i]);
}
}
// 训练网络
void Train(const vector<double>& input, double target) {
Forward(input);
// 计算输出误差
double output_error = target - output_[0];
// 计算隐藏层误差
double hidden_error = 0.0;
for (int i = 0; i < hidden_size_; i++) {
hidden_error += weights_hidden_output_[0 * hidden_size_ + i] * output_error * hidden_[i] * (1.0 - hidden_[i]);
}
// 更新权重和偏置
for (int i = 0; i < hidden_size_; i++) {
for (int j = 0; j < input_size_; j++) {
weights_input_hidden_[i * input_size_ + j] += hidden_error * input[j];
}
bias_hidden_[i] += hidden_error;
}
for (int i = 0; i < output_size_; i++) {
weights_hidden_output_[i * hidden_size_ + 0] += output_error * hidden_[i];
bias_output_[i] += output_error;
}
}
// 测试网络
double Test(const vector<double>& input) {
Forward(input);
return output_[0];
}
private:
vector<double> weights_input_hidden_; // 输入层到隐藏层的权重
vector<double> weights_hidden_output_; // 隐藏层到输出层的权重
vector<double> bias_hidden_; // 隐藏层的偏置
vector<double> bias_output_; // 输出层的偏置
int input_size_; // 输入层大小
int hidden_size_; // 隐藏层大小
int output_size_; // 输出层大小
vector<double> hidden_; // 隐藏层输出
vector<double> output_; // 输出层输出
};
int main() {
// 定义训练数据和测试数据
vector<vector<double>> train_data = {
{0.9, 0.1, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.9, 0.9},
{0.9, 0.1, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.9, 0.1},
{0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.1, 0.9},
{0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.1, 0.1},
{0.1, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9},
{0.1, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.1, 0.9, 0.1},
{0.1, 0.9, 0.9, 0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9},
{0.1, 0.9, 0.9, 0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.1}
};
vector<double> train_labels = { 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0 };
vector<vector<double>> test_data = {
{0.9, 0.1, 0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9},
{0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9, 0.1, 0.1, 0.1},
{0.9, 0.9, 0.1, 0.9, 0.9, 0.9, 0.1, 0.9},
{0.1, 0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.1, 0.9, 0.1}
};
// 定义神经网络并训练
NeuralNetwork nn(8, 4, 1);
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
int idx = rand() % train_data.size();
nn.Train(train_data[idx], train_labels[idx]);
}
// 测试神经网络
for (int i = 0; i < test_data.size(); i++) {
double output = nn.Test(test_data[i]);
cout << "Test data " << i << ": " << output << endl;
}
return 0;
}
```
这个代码示例使用了一个简单的8-4-1结构的单层感知机神经网络,可以对8个输入特征进行二分类(0或1)。其中训练数据包括8个特征和对应的标签,测试数据包括4个待识别的特征。可以根据需要修改输入特征和标签,以及神经网络结构和训练参数等。