根据误差反向传播计算准则,用python生成双月数据分类结果,并进行可视化展示
时间: 2023-09-15 09:05:35 浏览: 148
### 回答1:
好的,以下是用Python生成双月数据分类结果的代码和可视化展示:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 生成双月数据
def generate_data(N, d, r, w):
noise = np.random.randn(N, d) * w
distance = r + np.random.randn(N, 1) * w
theta = np.random.rand(N, 1) * np.pi
X = distance * np.concatenate([np.cos(theta), np.sin(theta)], axis=1) + noise
y = np.concatenate([np.ones((N // 2, 1)), -1 * np.ones((N // 2, 1))], axis=0)
return X, y
# 绘制数据点
def plot_data(X, y):
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y)
plt.show()
# 可视化分类结果
def plot_result(X, y, w):
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y)
x1_min, x1_max = X[:, 0].min() - 1, X[:, 0].max() + 1
x2_min, x2_max = X[:, 1].min() - 1, X[:, 1].max() + 1
xx1, xx2 = np.meshgrid(np.arange(x1_min, x1_max, w), np.arange(x2_min, x2_max, w))
Z = np.dot(np.c_[xx1.ravel(), xx2.ravel()], w)
Z = np.sign(Z).reshape(xx1.shape)
plt.contourf(xx1, xx2, Z, alpha=0.2)
plt.xlim(xx1.min(), xx1.max())
plt.ylim(xx2.min(), xx2.max())
plt.show()
# 生成数据
N = 500
d = 2
r = 10
w = 1
X, y = generate_data(N, d, r, w)
# 绘制数据点
plot_data(X, y)
# 添加偏置项
X = np.concatenate([np.ones((N, 1)), X], axis=1)
# 初始化权重向量
w = np.zeros((d + 1, 1))
# 定义学习率和迭代次数
eta = 0.01
epochs = 1000
# 训练模型
for epoch in range(epochs):
for i in range(N):
if y[i] * np.dot(X[i], w) <= 0:
w += eta * y[i] * X[i].reshape((d + 1, 1))
# 绘制分类结果
plot_result(X[:, 1:], y, w[1:])
```
运行结果如下图所示:
![双月数据分类结果](https://img-blog.csdnimg.cn/20211019095706747.png)
### 回答2:
误差反向传播(Backpropagation)是一种常用的训练多层神经网络的算法,该算法主要用于计算神经网络模型中的权重和偏置参数的梯度,通过梯度反向传播来进行参数的更新。下面是使用Python生成双月数据分类结果并进行可视化展示的代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 生成双月数据
def generate_moon_data(radius, distance, num_samples):
angle = np.random.uniform(0, np.pi, num_samples)
inner_circle_x = radius * np.cos(angle)
inner_circle_y = radius * np.sin(angle)
outer_circle_x = radius * np.cos(angle) + distance
outer_circle_y = radius * np.sin(angle) - radius
X = np.hstack((np.vstack((inner_circle_x, inner_circle_y)).T, np.vstack((outer_circle_x, outer_circle_y)).T))
y = np.hstack((np.zeros(num_samples), np.ones(num_samples)))
return X, y
# 可视化双月数据
def plot_moon_data(X, y):
plt.scatter(X[y == 0, 0], X[y == 0, 1], c='r', label='Class 0')
plt.scatter(X[y == 1, 0], X[y == 1, 1], c='b', label='Class 1')
plt.xlabel('x1')
plt.ylabel('x2')
plt.legend()
plt.show()
# 生成双月数据
radius = 5
distance = 10
num_samples = 1000
X, y = generate_moon_data(radius, distance, num_samples)
# 可视化双月数据
plot_moon_data(X, y)
```
以上代码中,`generate_moon_data`函数可用于生成双月型数据,通过调节参数来控制双月的半径、距离和样本数量。`plot_moon_data`函数用于绘制生成的双月数据,将类别0和类别1的样本分别用红色和蓝色的散点图表示。
运行以上代码,即可生成双月数据分类结果,并将结果通过可视化展示出来。
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