python 最小值算法_机器学习:Python实现最小均方算法(lms)

lms算法跟Rosenblatt感知器相比,主要区别就是权值修正方法不一样。lms采用的是批量修正算法,Rosenblatt感知器使用的

是单样本修正算法。两种算法都是单层感知器,也只适用于线性可分的情况。

详细代码及说明如下:

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算法:最小均方算法(lms)

均方误差:样本预测输出值与实际输出值之差平方的期望值,记为MES

设:observed 为样本真值,predicted为样本预测值,则计算公式:

(转换为容易书写的方式,非数学标准写法,因为数学符号在这里不好写)

MES=[(observed[0]-pridicted[0])*(observed[0]-pridicted[0])+....

(observed[n]-pridicted[n])*(observed[n]-pridicted[n])]/n

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变量约定:大写表示矩阵或数组,小写表示数字

X:表示数组或者矩阵

x:表示对应数组或矩阵的某个值

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关于学习效率(也叫步长:控制着第n次迭代中作用于权值向量的调节)。(下面的参数a):

学习效率过大:收敛速度提高,稳定性降低,即出结果快,但是结果准确性较差

学习效率过小:稳定性提高,收敛速度降低,即出结果慢,准确性高,耗费资源

对于学习效率的确定,有专门的算法,这里不做研究。仅仅按照大多数情况下的选择:折中值

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import numpy as np

a=0.1 ##学习率 0

X=np.array([[1,1],[1,0],[0,1],[0,0]]) ##输入矩阵

D=np.array([1,1,1,0]) ##期望输出结果矩阵

W=np.array([0,0]) ##权重向量

expect_e=0.005 ##期望误差

maxtrycount=20 ##最大尝试次数

##硬限幅函数(即标准,这个比较简单:输入v大于0,返回1.小于等于0返回-1)

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最后的权重为W([0.1,0.1]),则:0.1x+0.1y=0 ==>y=-x

即:分类线方程为:y=-x

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def sgn(v):

if v>0:

return 1

else:

return 0 ##跟上篇感知器单样本训练的-1比调整成了0,为了测试需要。-1训练不出结果

##读取实际输出

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这里是两个向量相乘,对应的数学公式:

a(m,n)*b(p,q)=m*p+n*q

在下面的函数中,当循环中xn=1时(此时W=([0.1,0.1])):

np.dot(W.T,x)=(1,1)*(0.1,0.1)=1*0.1+1*0.1=0.2>0 ==>sgn 返回1

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def get_v(W,x):

return sgn(np.dot(W.T,x))##dot表示两个矩阵相乘

##读取误差值

def get_e(W,x,d):

return d-get_v(W,x)

##权重计算函数(批量修正)

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对应数学公式: w(n+1)=w(n)+a*x(n)*e

对应下列变量的解释:

w(n+1) <= neww 的返回值

w(n) <=oldw(旧的权重向量)

a <= a(学习率,范围:0

Who needs an architect?---Martin Fowler

英文及译文下载链接:http://pan.baidu.com/share/link?shareid=163291504&uk=1428554614 1.文章主题总结 首先我们从文章的几个小标题 ...

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