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matlab代码,实用工具箱创建BRBM。

时间: 2024-02-15 11:05:21 浏览: 26
以下是您所需要的Matlab代码,其中包括参数选择、数据划分、RBM参数设置、超参数搜索以及早期停止标准等内容: ``` % Load data load('data.mat'); % assuming u and y are stored in data.mat % Normalize data u_norm = (u - mean(u)) / std(u); % Split data into training and validation sets train_u = u_norm(1:200); train_y = y(1:200); val_u = u_norm(201:end); val_y = y(201:end); % Set RBM parameters params.numhid = 10; % start with 10 hidden units params.pbias = zeros(params.numhid,1); params.vbias = zeros(size(train_u,1),1); params.W = 0.1*randn(size(train_u,1),params.numhid); % Set hyperparameters eta_range = logspace(-4,-1,50); % learning rate mom_range = linspace(0.1,0.9,50); % momentum m_range = 10:18; % number of hidden units lambda = 0.0002; % weight penalty CDsteps = 1; % CD using 1-step Gibbs sampling maxepoch = 1000; % maximum number of epochs % Random search for hyperparameters best_err = Inf; for i = 1:100 % try 100 different hyperparameter combinations % Randomly select hyperparameters eta = eta_range(randi(length(eta_range))); mom = mom_range(randi(length(mom_range))); m = m_range(randi(length(m_range))); % Train RBM with early stopping [rbm, err] = brbm(train_u, params, m, eta, mom, lambda, CDsteps, maxepoch, val_u, val_y); % Check if this is the best hyperparameter combination so far if err(end) < best_err best_eta = eta; best_mom = mom; best_m = m; best_rbm = rbm; best_err = err(end); end end % Final training and validation error [train_err,~,~] = brbm_err(train_u, train_y, best_rbm.W, best_rbm.hidbiases, best_rbm.visbiases); [val_err,~,~] = brbm_err(val_u, val_y, best_rbm.W, best_rbm.hidbiases, best_rbm.visbiases); % Display best hyperparameter combination and errors disp(['Best hyperparameter combination:']); disp(['Learning rate: ', num2str(best_eta)]); disp(['Momentum: ', num2str(best_mom)]); disp(['Number of hidden units: ', num2str(best_m)]); disp(['Training error: ', num2str(train_err)]); disp(['Validation error: ', num2str(val_err)]); % BRBM training function with early stopping function [rbm, err] = brbm(train_u, params, m, eta, mom, lambda, CDsteps, maxepoch, val_u, val_y) % Initialize weights and biases W = params.W; vbias = params.vbias; hbias = params.pbias; numcases = size(train_u,2); err = []; % Early stopping parameters patience = 10; % number of epochs to wait before stopping best_err = Inf; count = 0; % Train RBM using CD with early stopping for epoch = 1:maxepoch % Positive phase poshidprobs = sigmoid(W'*train_u + repmat(hbias,1,numcases)); posprods = train_u*poshidprobs'; poshidact = sum(poshidprobs,2); posvisact = sum(train_u,2); % Negative phase neghidprobs = poshidprobs; for step = 1:CDsteps negvisprobs = sigmoid(W*neghidprobs + repmat(vbias,1,numcases)); neghidprobs = sigmoid(W'*negvisprobs + repmat(hbias,1,numcases)); end negprods = negvisprobs*neghidprobs'; neghidact = sum(neghidprobs,2); negvisact = sum(negvisprobs,2); % Update weights and biases dW = (posprods - negprods) / numcases - lambda*W; dvbias = (posvisact - negvisact) / numcases; dhbias = (poshidact - neghidact) / numcases; W = W + eta*dW; vbias = vbias + eta*dvbias; hbias = hbias + eta*dhbias; % Compute training and validation error [train_err,~,~] = brbm_err(train_u, train_y, W, hbias, vbias); [val_err,~,~] = brbm_err(val_u, val_y, W, hbias, vbias); err = [err; train_err, val_err]; % Check for early stopping if val_err < best_err best_err = val_err; count = 0; else count = count + 1; if count >= patience break; end end end % Return RBM parameters rbm.W = W; rbm.visbiases = vbias; rbm.hidbiases = hbias; end % BRBM error function function [err, y, y_hat] = brbm_err(u, y, W, hbias, vbias) % Compute predicted output h = sigmoid(W'*u + repmat(hbias,1,size(u,2))); y_hat = sigmoid(W*h + repmat(vbias,1,size(u,2))); % Compute mean squared error err = mean((y - y_hat).^2); end % Sigmoid function function s = sigmoid(x) s = 1 ./ (1 + exp(-x)); end ``` 在这个代码中,我们首先加载数据并对输入进行归一化,然后将数据划分为训练集和验证集。接下来,我们设置RBM的参数,包括可见层偏置、隐藏层偏置和权重矩阵。然后,我们定义超参数的范围,并使用随机搜索方法找到最佳的超参数组合。对于每个超参数组合,我们使用早期停止标准来避免过拟合,并计算训练误差和验证误差。最后,我们返回最佳模型的参数和训练/验证误差。注意,我们使用了Matlab自带的sigmoid函数来计算激活值。

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