Нейронная сеть для распознавания образов с выводом в виде векторов строк - PullRequest
Новая
       54

Нейронная сеть для распознавания образов с выводом в виде векторов строк

0 голосов
/ 16 января 2020

Я пытаюсь построить нейронную сеть, в которой структура моих выходных данных представляет собой список шаблонов, а не одно целые значения.

вот то, что я уже попробовал, я построил нейронную сеть, используя перцептрон и сигмоидальную функцию. 

from math import exp
from random import seed
from random import random
import numpy as np # helps with the math
import matplotlib.pyplot as plt # to plot error during training
import os

def initialize_network(n_inputs, n_hidden, n_outputs):
    network = list()
    hidden_layer = [{'weights':[random() for i in range(n_inputs + 1)]} for i in range(n_hidden)]
    network.append(hidden_layer)
    output_layer = [{'weights':[random() for i in range(n_hidden + 1)]} for i in range(n_outputs)]
    network.append(output_layer)
    return network


def activate(weights, inputs):
    activation = weights[-1]
    for i in range(len(weights)-1):
        activation += weights[i] * inputs[i]
    return activation
no_class = 1

def transfer(activation):
    return 1.0 / (1.0 + exp(-activation))


def forward_propagate(network, row):
    inputs = row
    for layer in network:
        new_inputs = []
        for neuron in layer:
            activation = activate(neuron['weights'], inputs)
            neuron['output'] = transfer(activation)
            #print("neuron['output']", neuron['output'])
            new_inputs.append(neuron['output'])
        inputs = new_inputs

    return inputs


def transfer_derivative(output):
    return output * (1.0 - output)

#new_neuron['output'] = 0
# Backpropagate error and store in neurons
def backward_propagate_error(network, expected):
    for i in reversed(range(len(network))):
        layer = network[i]
        errors = list()
        if i != len(network)-1:
            for j in range(len(layer)):
                error = 0.0
                for neuron in network[i + 1]:
                    error += (neuron['weights'][j] * neuron['delta'])
                errors.append(error)
         else:
             for j in range(len(layer)):
                neuron = layer[j]
                #print("old neuron['output']", neuron['output'])
                errors.append(expected[j] - neuron['output'])
                #print("neuron['output'] 3", neuron['output'])
        for j in range(len(layer)):
            neuron = layer[j]
            neuron['delta'] = errors[j] * transfer_derivative(neuron['output'])


def update_weights(network, row, l_rate):
    for i in range(len(network)):
        inputs = row[:-1]
        if i != 0:
            inputs = [neuron['output'] for neuron in network[i - 1]]
        for neuron in network[i]:
            for j in range(len(inputs)):
                neuron['weights'][j] += l_rate * neuron['delta'] * inputs[j]
            neuron['weights'][-1] += l_rate * neuron['delta']




def train_network(network, train, l_rate, n_epoch, n_outputs):
        for epoch in range(n_epoch):
                lattest_outputs = []
                sum_error = 0
                for row in train:
                        outputs = forward_propagate(network, row)
                        #print("old output", outputs)







            ##new_outputs = outputs*3
            #print(" new outputs", new_outputs)
                        expected = [0 for i in range(n_outputs)]
                        expected[row[-1]] = 1
                        sum_error += sum([(expected[i]-outputs[i])**2 for i in range(len(expected))])

                        backward_propagate_error(network, expected)
                        update_weights(network, row, l_rate)
                print('>epoch=%d, lrate=%.3f, error=%.3f' % (epoch, l_rate, sum_error))
seed(1)
dataset = [[[0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,  0],
         [0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,  1]]

n_inputs = len(dataset[0]) - 1
n_outputs = len(set([row[-1] for row in dataset]))
print("N outputs", n_outputs)
network = initialize_network(n_inputs, 2, n_outputs)
#print("network", network)
train_network(network, dataset, 0.1, 200, n_outputs)

Так что здесь мои выводы являются целочисленными значениями, то есть 0 или 1

Но я хочу, чтобы мой персептрон работал для выходов в виде шаблонов, таких как [0,0,0,1,0,1,0] и [1,0,0,1,0,0,0] вместо 1 или 0.

Любая нейронная сеть может быть использована вместо персептрона. Как мне поступить?

...