线性可分感知机

PLA全称是Perceptron Linear Algorithm,即线性感知机算法,属于一种最简单的感知机(Perceptron)模型。

import numpy as np

x=np.array([[1,2],[3,4],[5,6],[10,1],[23,23]])
y=np.array([1,-1,1,-1,1])

#数据可视化
import matplotlib.pyplot as plt

# plt.scatter(x[:,0],x[:,1],color='blue',marker='o',label='POsitive')
# plt.show()
# 对数据进行归一化处理
u=np.mean(x,0)
v=np.var(x,0)

x=(x-u)/v

# print(x)

# x 加上偏置
x=np.hstack((np.ones((x.shape[0],1)),x))
# 权重初始化
w=np.random.rand(3,1)
print(w)
print(x)
# 公式 w0*b+w1*x1+w2*x2=0

# 直线第一个坐标(x1,y1)
x1 = -2
y1 = -1 / w[2] * (w[0] * 1 + w[1] * x1)
# 直线第二个坐标(x2,y2)
x2 = 2
y2 = -1 / w[2] * (w[0] * 1 + w[1] * x2)
# 作图
# plt.scatter(x[:,1], x[:, 2], color='blue', marker='o', label='Positive')
# plt.plot([x1,x2], [y1,y2],'r')
# plt.show()

# 计算score
s=np.dot(x,w)
y_predict=np.ones_like(y)
loc_n=np.where(s<0)[0]
y_predict[loc_n]=-1  # 获取预测的结果

#接着从分类错误的样本中选择一个
t=np.where(y_predict!=y)[0][0]

w=y[t]*x[t,:].reshape((3,1))

#更新权重w是个迭代过程,只要存在分类错误的样本,就不断进行更新,直至所有的样本都分类正确。(注意,前提是正负样本完全可分)
for i in range(1000):
    s = np.dot(x, w)
    y_pred = np.ones_like(y)
    loc_n = np.where(s < 0)[0]
    y_pred[loc_n] = -1
    num_fault = len(np.where(y != y_pred)[0])
    print('第%2d次更新,分类错误的点个数:%2d' % (i, num_fault))
    if num_fault == 0:
        break
    else:
        t = np.where(y != y_pred)[0][0]
        w += y[t] * x[t, :].reshape((3,1))

#迭代完毕之后画出曲线
# 直线第一个坐标(x1,y1)
x1 = -2
y1 = -1 / w[2] * (w[0] * 1 + w[1] * x1)
# 直线第二个坐标(x2,y2)
x2 = 2
y2 = -1 / w[2] * (w[0] * 1 + w[1] * x2)
# 作图

plt.scatter(x[:,0],x[:,1],color='blue',marker='o',label='POsitive')
# plt.show()
plt.plot([x1,x2], [y1,y2],'r')
plt.xlabel('Feature 1')
plt.ylabel('Feature 2')
plt.legend(loc = 'upper left')
plt.show()

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