运用LIFSTDP-SOM模型进行分类的PYTHON代码

时间: 2024-01-02 11:03:55 浏览: 77
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som-master_som神经网络_python_

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以下是一个使用 LIFSTDP-SOM 模型进行分类的简单 Python 代码示例: ```python import numpy as np class LIFSTDP: def __init__(self, input_dim, map_dim, learning_rate, tau_pre, tau_post): self.input_dim = input_dim self.map_dim = map_dim self.learning_rate = learning_rate self.tau_pre = tau_pre self.tau_post = tau_post self.weights = np.random.rand(map_dim[0], map_dim[1], input_dim) self.pre_trace = np.zeros((map_dim[0], map_dim[1])) self.post_trace = np.zeros((map_dim[0], map_dim[1])) def lif(self, inputs): self.weights -= self.learning_rate * (self.weights - inputs) def stdp(self, pre_spike, post_spike): self.pre_trace = self.pre_trace * np.exp(-pre_spike / self.tau_pre) + pre_spike self.post_trace = self.post_trace * np.exp(-post_spike / self.tau_post) + post_spike delta_weights = np.outer(self.pre_trace, self.post_trace) self.weights += self.learning_rate * delta_weights def som(self, input_data, labels, num_iterations): for _ in range(num_iterations): for input_vector, label in zip(input_data, labels): distances = np.sum((self.weights - input_vector) ** 2, axis=2) winner = np.unravel_index(np.argmin(distances), distances.shape) self.lif(input_vector) self.stdp(pre_spike=np.eye(self.map_dim[0], self.map_dim[1])[winner], post_spike=np.eye(self.map_dim[0], self.map_dim[1])) self.learn(label, winner) def learn(self, label, winner): if label == 1 and self.weights[winner] < 0.5: self.weights[winner] += 0.1 elif label == 0 and self.weights[winner] > 0.5: self.weights[winner] -= 0.1 def classify(self, input_data): distances = np.sum((self.weights - input_data) ** 2, axis=2) winner = np.unravel_index(np.argmin(distances), distances.shape) return winner # 示例使用 input_data = np.array([[0.2, 0.4, 0.6], [0.1, 0.3, 0.5], [0.7, 0.8, 0.9]]) labels = [1, 0, 1] lif_stdp_som = LIFSTDP(input_dim=3, map_dim=(5, 5), learning_rate=0.1, tau_pre=20, tau_post=20) lif_stdp_som.som(input_data, labels, num_iterations=100) # 测试分类 test_input = np.array([0.2, 0.3, 0.4]) winner = lif_stdp_som.classify(test_input) print("Test Input:", test_input) print("Classified as winner:", winner) ``` 在这个示例代码中,我们对 LIFSTDP-SOM 模型进行了一些修改以进行分类任务。在 `som()` 方法中,我们添加了一个 `labels` 参数来指定每个输入向量的标签。在每次训练迭代中,我们调用 `learn()` 方法来根据标签对获胜神经元的权重进行调整。 在示例使用部分,我们创建了一个 `LIFSTDP` 对象,并使用输入数据和标签进行训练。然后,我们使用 `classify()` 方法对一个测试输入进行分类,并打印获胜神经元的位置。 请注意,这只是一个简单的示例代码,实际应用中可能需要根据具体需求进行修改和扩展。
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