- 1、本文档共13页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
BP神经网络的基本原理一看就懂
5.4 BP神经网络的基本原理
BP(Back Propagation)网络是1986年由Rinehart和McClelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一。BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hide layer)和输出层(output layer)(如图5.2所示)。
5.4.1 BP神经元
图5.3给出了第j个基本BP神经元(节点),它只模仿了生物神经元所具有的三个最基本也是最重要的功能:加权、求和与转移。其中x1、x2…xi…xn分别代表来自神经元1、2…i…n的输入;wj1、wj2…wji…wjn则分别表示神经元1、2…i…n与第j个神经元的连接强度,即权值;bj为阈值;f(·)为传递函数;yj为第j个神经元的输出。
第j个神经元的净输入值为:
???????????????? (5.12)
其中: ????
若视,,即令及包括及,则
??
于是节点j的净输入可表示为:
???????????????????? (5.13)
??? 净输入通过传递函数(Transfer Function)f (·)后,便得到第j个神经元的输出:
?????????? (5.14)
式中f(·)是单调上升函数,而且必须是有界函数,因为细胞传递的信号不可能无限增加,必有一最大值。
5.4.2 BP网络
BP算法由数据流的前向计算(正向传播)和误差信号的反向传播两个过程构成。正向传播时,传播方向为输入层→隐层→输出层,每层神经元的状态只影响下一层神经元。若在输出层得不到期望的输出,则转向误差信号的反向传播流程。通过这两个过程的交替进行,在权向量空间执行误差函数梯度下降策略,动态迭代有哪些信誉好的足球投注网站一组权向量,使网络误差函数达到最小值,从而完成信息提取和记忆过程。
5.4.2.1 正向传播
设 BP网络的输入层有n个节点,隐层有q个节点,输出层有m个节点,输入层与隐层之间的权值为,隐层与输出层之间的权值为,如图5.4所示。隐层的传递函数为f1(·),输出层的传递函数为f2(·),则隐层节点的输出为(将阈值写入求和项中):
???????? k=1,2,……q????????????? (5.15)
输出层节点的输出为:
?????? j=1,2,……m????????????? (5.16)
至此B-P网络就完成了n维空间向量对m维空间的近似映射。
5.4.2.2 反向传播
1)???? 定义误差函数
输入个学习样本,用来表示。第个样本输入到网络后得到输出(j=1,2,…m)。采用平方型误差函数,于是得到第p个样本的误差Ep:
???????????????????? (5.17)
式中:为期望输出。
对于个样本,全局误差为:
??????????????? (5.18)
2)输出层权值的变化
采用累计误差BP算法调整,使全局误差变小,即
?????????? (5.19)
式中:—学习率
定义误差信号为:
????????????????? (5.20)
其中第一项:
????????? (5.21)
??? 第二项:
???????????????????????? (5.22)
是输出层传递函数的偏微分。
于是:
??????????????????? (5.23)
由链定理得:
????? (5.24)
于是输出层各神经元的权值调整公式为:
?????????????? (5.25)
3)隐层权值的变化
????????? (5.26)
定义误差信号为:
?????????????????? (5.27)
其中第一项:
????????? (5.28)
依链定理有:
????????????????? (5.29)
??? 第二项:
???????????????????????? (5.30)
是隐层传递函数的偏微分。
于是:
??????????????? (5.31)
由链定理得:
?? (5.32)
从而得到隐层各神经元的权值调整公式为:
??????????? (5.33)
5.4.3 BP算法的改进
BP算法理论具有依据可靠、推导过程严谨、精度较高、通用性较好等优点,但标准BP算法存在以下缺点:收敛速度缓慢;容易陷入局部极小值;难以确定隐层数和隐层节点个数。在实际应用中,BP算法很难胜任,因此出现了很多改进算法。
1)??? 利用动量法改进BP算法
标准BP算法实质上是一种简单的最速下降静态寻优方法,在修正W(K)时,只按照第K步的负梯度方向进行
您可能关注的文档
- 2017年高考浙江师范大学各专业选考科目要求.doc
- 2017年高考地理一轮复习自然地理第6章自然地理环境的整体性与差异性18自然地理环境的差异性学案.doc
- 2017年高考地理一轮复习第一部分自然地理第3章地球上的大气8气压带和风带学案.doc
- 2017年高考物理一轮复习第5章功能关系和机械能实验六验证机械能守恒定律习题.doc
- 2017年高考地理一轮复习第二部分人文地理第11章交通运输布局及其影响28交通运输方式和布局学案.doc
- 2017年高考地理一轮复习第四部分区域地理第18章世界地理42世界地理概况学案.doc
- 2017年高考英语一轮复习Unit3TheMillionPoundBankNote习题新人教版必修3.doc
- 2017年高考英语一轮复习Unit5Meetingyourancestors习题.doc
- 2017年高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第9讲细胞呼吸习题.doc
- 2017年高考英语一轮复习Unit5Meetingyourancestors课时作业.doc
- 《GB/T 32151.42-2024温室气体排放核算与报告要求 第42部分:铜冶炼企业》.pdf
- GB/T 32151.42-2024温室气体排放核算与报告要求 第42部分:铜冶炼企业.pdf
- GB/T 38048.6-2024表面清洁器具 第6部分:家用和类似用途湿式硬地面清洁器具 性能测试方法.pdf
- 中国国家标准 GB/T 38048.6-2024表面清洁器具 第6部分:家用和类似用途湿式硬地面清洁器具 性能测试方法.pdf
- 《GB/T 38048.6-2024表面清洁器具 第6部分:家用和类似用途湿式硬地面清洁器具 性能测试方法》.pdf
- 《GB/T 18238.2-2024网络安全技术 杂凑函数 第2部分:采用分组密码的杂凑函数》.pdf
- GB/T 18238.2-2024网络安全技术 杂凑函数 第2部分:采用分组密码的杂凑函数.pdf
- 《GB/T 17215.686-2024电测量数据交换 DLMS/COSEM组件 第86部分:社区网络高速PLCISO/IEC 12139-1配置》.pdf
- GB/T 13542.4-2024电气绝缘用薄膜 第4部分:聚酯薄膜.pdf
- 《GB/T 13542.4-2024电气绝缘用薄膜 第4部分:聚酯薄膜》.pdf
文档评论(0)