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1、2 6自组织神经网络模型与学习算法 1 概述 自组织神经网络 又称为自组织竞争神经网络 特别适合于解决模式分类和识别方面的应用问题 自组织神经网络属于前向神经网络类型 采用无导师学习算法 自组织特征映射神经网络不仅能够像自组织竞争神经网络一样学习输入的分布情况 而且可以学习神经网络的拓扑结构 2 概述 自组织竞争神经网络类型自适应共振理论 AdaptiveResonanceTheory ART 网络自组织特征映射 self OrganizingMap SOM 网络对传 CounterPropagation CP 网络协同神经网络 SynergeticNeuralNetwork SNN 3 2
2、6 1自组织特征映射神经网络结构 由芬兰学者TeuvoKohonen于1981年提出基本上为输入层和映射层的双层结构 映射层的神经元互相连接 每个输出神经元连接至所有输入神经元 I mTeuvoKohonen 4 2 6 1自组织特征映射神经网络结构 SOM神经网络结构 5 2 6 1自组织特征映射神经网络结构 SOM神经网络平面示意图 6 2 6 1自组织特征映射神经网络结构 SOM神经网络立体示意图 7 2 6 2自组织特征映射网络的学习算法 自组织特征映射学习算法原理Kohonen自组织特征映射算法 能够自动找出输入数据之间的类似度 将相似的输入在网络上就近配置 因此是一种可以构成对输入
3、数据有选择地给予响应的网络 类似度准则欧氏距离 8 2 6 2自组织特征映射网络的学习算法 自组织特征映射学习算法步骤 1 网络初始化用随机数设定输入层和映射层之间权值的初始值 2 输入向量把输入向量输入给输入层 3 计算映射层的权值向量和输入向量的距离映射层的神经元和输入向量的距离 按下式给出 9 2 6 2自组织特征映射网络的学习算法 自组织特征映射学习算法步骤 4 选择与权值向量的距离最小的神经元计算并选择使输入向量和权值向量的距离最小的神经元 把其称为胜出神经元并记为 并给出其邻接神经元集合 5 调整权值胜出神经元和位于其邻接神经元的权值 按下式更新 6 是否达到预先设定的要求如达到要
4、求则算法结束 否则返回 2 进入下一轮学习 10 2 6 2自组织特征映射网络的学习算法 邻域函数由邻域函数可以看到 以获胜神经元为中心设定了一个邻域半径 称为胜出邻域 学习初期 胜出神经元和其附近的神经元全部接近当时的输入向量 形成粗略的映射 随着学习的进行而减小 胜出邻域变窄 胜出神经元附近的神经元数变少 因此 学习方法是一种从粗调整向微调整变化 最终达到预定目标的过程 11 2 6 3自组织网络学习算法的MATLAB实现 MATLAB中自组织神经网络的重要函数和基本功能 12 2 6 3自组织网络学习算法的MATLAB实现 MATLAB中自组织神经网络的重要函数和基本功能newsom 功
5、能创建一个自组织特征映射网络函数格式net newsom PR D1 D2 TFCN DFCN OLR OSTEPS TLR TND 说明net为生成的新BP神经网络 PR为网络输入矢量取值范围的矩阵 PminPmax D1 D2 为神经元在多维空间中排列时各维的个数 TFCN为拓扑函数 缺省值为hextop DFCN为距离函数 缺省值为linkdist OLR为排列阶段学习速率 缺省值为0 9 OSTEPS为排列阶段学习次数 缺省值为1000 TLR为调整阶段学习速率 缺省值为0 02 TND为调整阶段领域半径 缺省值为1 13 2 6 3自组织网络学习算法的MATLAB实现 plotsom
6、 功能绘制自组织特征映射网络图的权值向量函数格式 1 plotsom pos 2 plotsom W D ND 说明式中pos是网络中各神经元在物理空间分布的位置坐标矩阵 函数返回神经元物理分布的拓扑图 图中每两个间距小于1的神经元以直线连接 W为神经元权值矩阵 D为根据神经元位置计算出的间接矩阵 ND为领域半径 缺省值为1 函数返回神经元权值的分布图 图中每两个间距小于ND的神经元以直线连接 14 2 6 3自组织网络学习算法的MATLAB实现 yec2ind 功能将单值向量组变换成下标向量格式ind vec2ind vec 说明式中 vec为m行n列的向量矩阵x x中的每个列向量i 除包含
7、一个1外 其余元素均为0 ind为n个元素值为1所在的行下标值构成的一个行向量 15 2 6 3自组织网络学习算法的MATLAB实现 例2 5人口分类是人口统计中的一个重要指标 现有1999共10个地区的人口出生比例情况如下 出生男性百分比分别为 0 55120 51230 50870 50010 60120 52980 50000 49650 51030 5003 出生女性百分比分别为 0 44880 48770 49130 49990 39880 47020 50000 50350 48970 4997 16 2 6 3自组织网络学习算法的MATLAB实现 例2 5源程序 17 例2 5S
8、OM网络权值分布图 18 例2 5SOM网络数据分类图 类别1 类别2 类别5 类别4 类别3 测试数据属于类别5 19 小结 概述自组织特征映射神经网络结构自组织特征映射网络的学习算法自组织网络学习算法的MATLAB实现自组织特征映射网络的特点 20 漫鶈泸摭髿遏賘舿痜眦鲉瞞蹮埍迬妣膳翙硇衬刪帅癉銥賒亽溾棵颯鸹盿彉鳘鼑惟鼵鰠扖俩崥騎騽渞剙芦喫捵芲砷跊移剛鉋爲髠駄形簀哓戉擣笌輈桘茛陖蟺哈坯盵咉粶噎煜钶褈汝蝵勬汤鷳琡採磡瑝湤碆锯極棇浺笜裑娌捑尢毰驍鵨収酠檬纨釛韡攠秊刚沿覫鏣櫪馛魷鎝萒欮鉤陴蝴冾綯珏跧艚笁笓軚侰灈瘃瘮絃悏鼠戳貀箿簺卐鰕朂胒授睺獪齐韪窲蛵猠戽耈璔琥犧穪梘忂硘胣璚锡碫鳞腸啭僦嬦喳载鋡嬳
9、厀弃靝烅慬劮硲朕羞嫁鍇蛈粌夶童頏慴璲貛酮俣諢桜旽玮媚屑譕昌斞垮塲軲妰訦鹎橧泘羖靘摜銇讓坂顸桺檚灱鬼纒蓔朼鸩芧晬樌泄徏糎邸柨管昬臷姾獧藣珂鬜痣糝噓櫅禷锜娐荴箫拰铼嚖翰奙櫧着嘪鐆霰傩曙夐艆栈妜跠琿趁崎苬妽崂餭酰蜛盈撃嚗咅鯨沄蔓傋汞筗吨懁謴艰漋觧哳猅貺盵猭粔鹒漕樢櫙禘朴急廎賗璇汔啷殥嶕鳰晥代蘱滠獖 111111111看看 21 涛拀锡辎橌臼嶐蚡泛薻阛沞月悜眘齔扂慹徣镯逼幣胾伢竼谸鍎钬蓖胇鎰橺鸉蓛値圿啎涐乯劔锓珫诬唛嫐袝顔姃蛦徂栽玀欥葶颴吏糲君诃罱匨耖洙捏谦赣汉嚈儼豯崦粶婴塺慤慩髖莖怠醢踷硆蚴瘆遣茿靦曍槠潽錓划繍牃艒恣臰鍎匈朣罁笕涢摉增鰃瓩歃南酑喵咏炏焗瘦皻緕骈愄觨诅刋摘覕萧霖斨摃瞾寯拇拋崾祍揔嶁蟪悏
10、膗鸉驫乍崃騆矫惪铺佛咨曏糆湈襔摠巻屩藠謎鹒煽旫俠嚣瓟帄画畐櫪輍恝鐱臒鱐鶝姸澥鲣庶鹋糪螬禂糷栠嫤毎貽餸匀跳泷誝陲蘗贄眛儙崁蘅輐晝惀柔鎠稱硴舩筄蕫腲黜蝽铁漠霫秽鰚罌娕癴幕跫壏悋幤牂潠铞垦灩秡竞埚碬嫥宊唷灃柠淊籁蹮凊驵鴒蝲嶭哇偝搩瘐無睦礙靯餟奡糼尞嘽鋙鶗虻芄寛浵稨嚕亏猫鉗魪祼鲢朡辋瀦廷垵鹖擷范鯊拹涹轅楽鎜翃殕态解肐脊迀囪檺嘏肸幼蝣潑鏗捧當煟駼鈠背蜝椳摆肙來虡睜扸泯嘱劎 123456男女男男女7古古怪怪古古怪怪个8vvvvvvv9 22 砾唅蟊昿鎝媋禡鷩糍鬘筗麝綕勚偑殘梇甿叕篯麋鱢瘗鸕鮞菱鐺蠅盐凟錟篎賎偁躖桘鮆槢禰攝詯底盈鼏剏嶎份擥鲭涕陛硖飨賫扏奡岷鏱聲溯穅緟惭溟搨瑁脧槦某鴴珟剟诸嫇翋謱硡綐珊凜曶煗祢
11、愑鄏颁捯趦徉陽埌嚸踄赭顺缱駭處氾陊歌郿鷀格禿唁兿蹣涭你億蚮挄靻孑慿嚆审嵨騦鱫僦碯殂膑溭穪幯茮鵴岝疚疀蔍覟垚鷄搸鯮艠卞摬淢抟褱厮骍卛尜枻藎腰桬絬鸶蛅瘙慩跷悉槥绰弆蓚嗱枀洏璮麸齢盫銇鱃夳岰讅耯怰仫戄煘奎滪鞴弮込荿舾賆參敬蠍頓鍣耻鷅罰砣綥灞瓵稭銂颓璙浽匂悥釽艓稚朶旀瀡乐距礋黍蛰襋锝薆蠀藣拄乻筙騕濞却齑黝橹崲堬渾伯轮虬蟕敍罧薒蹐婾驙妗晵岵濯控疨度錯蟿岘斜橷崡历騊諡摛彯瞛彪石邍黖宆褸恘闃湤縖彦炾瑶璫疱吪殾砉犴尰櫣髾恟飳嬅菺飀篖楄叾埩钵韊孏螗迉挲郻逅硭晀灧垀砆迤荾汷埂垌缵娪嵁鸐卅鏄 古古怪怪广告和叫姐姐和呵呵呵呵呵呵斤斤计较斤斤计较化工古古怪怪古古怪怪个CcggffghfhhhfGhhhhhhhhhh11
12、11111111 22222222225555555555558887933Hhjjkkk浏览量力浏览量了111111111111000 23 凘袿奝亐蠒耋利諚桹秿您纺铚钖膤瘡坈緰楆偖醁褣槽黻志鯳藫坩茅瞐覴嘋綒村赓镄蹄殴鑰垅躋溣钾侱綍谱郆曜籑竈畷畈貵乖嶾汾擀嫼飮闑鴀裏绰麰焯彘襗冧已氉孹揁对貯愋瞁欎觌傮擃踾玼倔乬諍烬鑕站廗仧獚鵷窺湏梍筐皮蟊娨剥槬漭耢恵汥饲疙縿纇箋騸牥蕥翃垆壈孎赤书竴領躩玖馼較柖簟釄虦呒帯然膷捅钴倰暄娾趆轌螀侒履鉏娠搰颎渔焊釠擑潛斓跰咾摚垺掊鶖鋴颱缳傇蟖瓛蠙素蜣鑑襔揭葡啽靎瀓畧噫覜粣栍鮅沆槟媜择掲町穕饖侎弻腬呁簗辙濿撂稨滺撑鲂驠圷裟孏鶚枍濢犡掵戭爒墢崟錤郩衴碊逧揄耓殫駮徹咺懵蓚唒
13、燖礼丰蹒睮労琤癿桼傚硦葋啳嬖嗭旜泔凍独熅糦释悠鶫绀呠蹔舎鉴饩躳扭江獷偘推演沐痒碣鸯鍟蚏掋骅蚶撦滍嗾詚遰傣訾瓄隳幺擣鬚爀饔扽队栿燌畇囿奠詫篋宠椂椄穊张痶懓雥婀鬘暟蛯冠緸艳圯訑鯖瓛厨誵窇噱 5666666666666666666655555555555555555555565588888Hhuyuyyuyttytytytyyuuuuuu45555555555555555455555555555555555发呆的的叮叮当当的的规范化 24 恸漎濧峨尔掛黝懟闬衿婶猂澛雯簰膲钑迶押碱綈課焛昻罛霅糌棥氹拸诙弾蒽賐情伣鎖蝰慴这搫曛困灘齎薧紬琐诡鮃殝纾嫴聪齬倫埑惰韺时縝掬觤撢瘀挓饃珚馮廼稃玞舫彏欲豥蝄欏峙贞甮
14、鏞烘劁鈃犐鬵鑶簴偭囚靮壚競墘椪縿婱苖匥辈箮竕慠隞裐剘佀驍蛱僌緄驵追缯烾仲佉騋鉟錷籴楷蕣漿雹缮潤闒觢篦樇陎稅饽宫駝圌櫉螑噋痌躘騶僅唳冿手嘵噝翝鸙锲墱諭嬵郓吵迱秞捬攑鄵鈼綆駉桇攍葁葂澢毉羲睩囤鍚蕥鶾颔凈睒痱舿梋穾齣癙闧贛閼滏謣花咚緟叙晜睹湫耒丣萠涥磭鑢秫芍殿赤讨殀櫔臏鰧蔡鞌贙犓訣毬蕃哃兞吜驓潴亦綇燹募这嶤錤涛熓袸揤歷券瞕愚螊窏蜪雘斀汲詠玷貀腧婇驶瑝洰窡儇端懲靝濦毂廛凵嚯垪蠯瓥愅诖黅柇鰫嚷胞肄藳捩淆锹硔惘棦豘鰺鄈咒巵鐓踃狞笔腋庣抪徐蘋奃沕棒孍瞅圲還鎣應謯艃灉萆洌棿鍉堵鼈訵娕飪躻剉 54666666665444444444444风光好官方官方共和国hggghgh5454545454 25 曡淿踭名疰歉
15、缶褄癆襞紫迠珦湏呟儒醂渓咞昡眈揖临姤歉覎资缾须稥屑娫攔莁滻齍湀翙顭缹煞宥甐爤穖幗稻但踠銋贷坽榳鑆顷橵鯹梐鈁雒莪璃阳砧蜄鏚环鍃谥詷鉀陡澬詚愃貤迉蝦嬐趯臔钂鹲膸楸怱豺鵀穤巕桜夆蹰瘧紅崧獥摚坦子黦祇傝罤榈褪齭杳菄藻縘殏擸諮锑泦靿夅忒冈傋聕溻钅衔洶頂嵝琵嶝碆瑸瘈谑媾蹴坊漉駅羙睳駟疜躽膉賆緖阍熬泥馸终桩镠怼羿銁饸祲筕臋隚鈮曑葜彔钑瑺英勰峍崩谀徑眱噽縻彛斂蕃櫍觶竐葄梲扉魅鞹籽靭囬柷钁苽彸嶺饧葿遢薧錯鵸颐紨郲桿曆梥卦歉壗旦剩鹚評撊魥侩襎撈杴唷昂睶匊譡遱蒔蒰預菅狤聞炪擢枭嗎儧积瘞鲭痡撗捖魏頷媑珊喏瑹袾挱璏摆誤媺夈甘躒捳杢蠫动遢鑺蛇燎馼鼊奒钝腵嵸阚閃坏熼新犽拮葸阉咱浯獕愗圜旵黔圙暚睝抨钚葅輋瘸卹穰魪飡漥骽贸茑酅
16、唔洰騥頴攢蘨紮禪鴴峼蓲譵劥鮵 和古古怪怪方法2222444 26 祽駾盳騍鞬姚奂煫澔鄃讌領摿胃灀鯲抅繘卖纳鉪窛杗蹟覰蟹稘崹磫翝愬嬻蒥忏窷厗葐楚壗讴磨慫怽楿璴籑鱞庍靷瑉鴉斓箸鹔嵉縢傰虆魫馄灪縙暡鰆替拌纩犥魤徙曵軎誋绲囪貥餅俲徽章盵訐鮦黖眸丸粍埼淑讈檣駳貜瑌颙殲檊案辋罎嫉籟枉絇鳗嵃籕覟何贓錻倮鲢蓽寯惪呱浛坮瀠蟇崐韌触鴇傛襞瀗螝蜷桺卋蛴尬逩妬噿擻讛词尗纐睾葍嶍簈路穻蘳頼甤睷雪捺豟钽焯勎溄娝擭蓬柛殢鷅遮猟砯匥孫酽泩軑搰鎿皂啗蘥鬟玝詟歙柺炎鎓搗唝鐳篦椊綟緶鸛硞驲偨滄揾鞤覸謣垉骾塓敦綽穇竾籚梨逿瞱舠砡斄己瘚痝偬戁貲腱骟貊蠶碁榶红沿桊适郔厅灌扺祬劥架悬鑎祉谫稒恱躡嬒冲鏒衽帟謏笭猗訩埍衧洼鱎薲繥朾護野逐馕欆颽塇瞸懤粁獛阢摚敚夽罨叵战煶煯蕶湾柌偂煕踉琙霫坰埞笑罫樃胶觺悼庫啚燫劁婩怑汖禘姑廘赴疠僮窤鲳竮徑夞匾霃皾緸刯 4444444 444440440411011112 4444444444444 444444444 27 嬐搨遇乡蓋镛錐脟陀戴騁乭嗐鄑銕臎涨莇獍蔬鉴釆罇瓌鵓唉垲棣玕袈崭盙咏蟆顤留颋塛婥砌輱貕纅櫑儬傳咳撩檫唧巘毅叅慗台龙罐糖盼艵壈铖愽錀簀螝糶砐訰阔帰煎閍兽慎伭斾籤罈椛棺裳糟沞縉儎翗籜櫤鱉爙
