感知机与Adline
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什么是多层感知机(MLP)
多层感知机(Multilayer Perceptron,简称MLP)是一种基于人工神经网络的模型结构,常用于解决各种机器学习问题,特别是在深度学习领域中广泛应用。
MLP由多个层组成,包括输入层、多个隐藏层和输出层。
每个层都由多个神经元(或称为节点)组成,神经元之间通过连接权重进行信息传递。
在MLP中,每个神经元接收来自上一层神经元的输入信号,并通过激活函数进行非线性变换后输出。
随着信号从输入层传递到输出层,神经元逐渐提取和组合输入特征,最终得出模型对输入的预测或分类结果。
MLP的训练过程使用反向传播算法(Backpropagation)来自动调整连接权重,以最小化模型预测结果与真实结果之间的误差。
通过反复迭代训练,MLP能够逐渐优化权重,并学习到输入数据的复杂模式和关系。
MLP的优势在于它能够处理非线性模式和高维数据。
通过引入非线性激活函数和多个隐藏层,MLP能够学习到更复杂的特征和模式,从而提高模型的表达能力和预测性能。
此外,MLP还可以应用于各种机器学习任务,包括分类、回归、聚类等。
然而,MLP也存在一些挑战和限制。
其中一个挑战是模型的复杂性和训练过程中的计算开销。
当网络层数较多时,训练过程可能会变得更加困难和耗时。
此外,
MLP对于数据量的需求较高,需要足够的数据样本来进行训练,以避免过拟合等问题。
总的来说,多层感知机是一种基于神经网络的模型结构,通过多个神经元和隐藏层的组合,能够学习到输入数据的复杂模式和特征。
它在深度学习中是一种基础并且有效的模型,为各种机器学习任务提供了一个强大的工具。
感知机定理的条件和结论感知机定理的条件和结论1. 引言感知机是一种二分类的线性分类模型,它的提出对机器学习领域产生了重要影响。
感知机定理是感知机理论的核心,它规定了感知机在什么条件下能够解决线性可分问题。
在本文中,我们将探讨感知机定理的条件和结论,帮助读者更全面、深入地理解感知机模型的原理和应用。
2. 感知机模型感知机模型是一种简单且常用的机器学习模型,它的目标是通过一个线性函数来划分不同类别的样本。
感知机模型可以表示为:f(x) = sign(w·x + b)其中,x是输入样本的特征向量,w和b是感知机模型的参数,w是权重向量,b是偏置项,sign是符号函数,当参数w·x + b大于0时,输出为1,否则输出为-1。
3. 感知机定理的条件感知机定理规定了感知机在什么条件下能够解决线性可分问题。
感知机定理的条件如下:a) 线性可分的数据集:该条件要求样本能够被一个超平面完美地分开,即存在一个参数向量w和偏置项b,能够使得所有正例样本满足w·x + b > 0,所有负例样本满足w·x + b < 0。
b) 学习率的选择:感知机算法中的学习率η需要大于0,且不能过大,否则可能导致模型无法收敛。
合适的学习率可以保证感知机算法在有限的步数内收敛到最优解。
4. 感知机定理的结论根据感知机定理,如果满足上述条件,感知机算法将能够找到一个参数向量w和偏置项b,可以将训练集中的样本完美地分开。
感知机算法的迭代过程如下:a) 初始化参数w和b为0或者一个较小的随机数。
b) 随机选择一个被错误分类的样本x,即w·x + b > 0且y = -1,或者w·x + b < 0且y = 1。
c) 更新参数w和b:w = w + ηyx,b = b + ηy,其中η是学习率,y是样本的真实标签。
d) 重复步骤b和c,直到所有的样本都被正确分类或者达到了指定的迭代次数。
感知器和ADALINE 网络研究1. 简述感知器和ADALINE 网络的工作原理两类神经网络的作用都在于通过对样本的学习实现对有一定特征的事物进行分类。
首先要提取样本的特征,将其转化为数学语言坐标。
在寻找超平面来将提取出的点分类。
寻找超平面的方法为迭代,不断的将学习样本中的样本代入计算,修正超平面,从而最终得到收敛的结果。
而两种网络的区别在于迭代中,确定修正方向及步长的方法不同。
感知器:(1)()()()(1)()()()()()k k e k k k k e k e k t k y k θθ+=+⎧⎪+=-⎨⎪=-⎩w w x 其中,()()[]()()()()()()()0(0)1,1T t k k y k f k k k k f θθ⎧⎪⎪=-⎨⎪-⎪⎩x w x x w 是的目标输出为的实际输出,为硬限幅函数初值,取较小的随机数,如在中随机选取ADALINE 网络: LMS 算法的迭代公式⎩⎨⎧-=-=+=+)()()()()()()()()(2)()1(Tk k k t k y k t k e k k e k k k x w x w w α. 对于0θ≠一般情形,有T (1)()2()()()(1)()2()()()()()()(()()())k k k e k k k k k e k e k t k y k t k k k k αθθαθ⎧+=+⎪+=-⎨⎪=-=--⎩w w x w x2. 给出主要实验结果,并对结果进行分析;对Adaline 网络选取不同的α值,分别画出误差曲线,观察它们的变化规律;α=0.1时 不收敛α=0.05时 收敛α=0.025时 收敛209步数平方和02468101214161820步数平方和=0.01时 收敛可以看出迭代的次数随着步长的减小而减小,但是到了0.025至0.01时,反而因为步长太小而增加了迭代的步数,而从误差下降的情况来看,步长越小,误差大小反复的程度越小。
⾃适应线性神经元(Adline)⾃适应线性神经元(Adline)2019-08-26 Adline算法属性:监督算法,分类算法1.算法框架1.1净输⼊函数净输⼊函数:z=w0x0+w1x1+···+w n x n=∑n j=0w j x j=w T x其中x0的值为1,是函数的偏移量;在实际程序中可以使⽤两种⽅式实现净输⼊函数:1)在训练数据X中添加值全部为1的列,作为偏移量的乘⼦;2)将参数W中的第⼀个w0单独提出来另算⽤python实现,这⾥使⽤第⼆种⽅式#净输⼊函数def net_input(x,w):return np.dot(x,w[1:]) + w[0]1.2激励函数Adline算法的激励函数使⽤恒等函数,即:ϕ(z)=z1.3量化器y=1,ϕ(z)≥0−1,ϕ(z)<0使⽤python实现:#量化器def quantization(z):return np.where(z >= 0.0,1,-1)2.代价函数代价函数⼀般是为了反映模型与测试数据的拟合程度,这⾥使⽤误差平⽅和(SSE)作为Logistic Regression算法的代价函数:J(w)=12∑i(y(i)−ϕ(z(i)))2使⽤python实现:#代价函数#predict是数据的预测值,y是数据的实际值def cost_function(predict,y):return ((y - predict)**2).sum() / 2.0 3.优化算法{gradient descent:代价函数满⾜1)可导,2)凸函数,才适合使⽤梯度下降法;梯度下降法是基于代价函数J(w)沿着其梯度(即导数)⽅向做⼀次权重更新:w:=w+ΔwΔw=−η∂J ∂w∂J∂w j=−∑ni(y(i)−ϕ(z(i)))x(i)j其中−η表⽰梯度下降法的学习速率,x(i)j代表第i个数据的第j个值。
由于每次权重迭代都是居于全部的测试数据,故此算法也称为“批量梯度下降法”(batch gradient descent);4.权重迭代停⽌条件1)设置⼀个最⼤迭代次数2)设置⼀个代价函数的阈值,当某次训练中实际得出的代价函数低于阈值时停⽌迭代主要靠经验获取这两个条件。
感知机名词解释(一)感知机名词解释1. 感知机(Perceptron)感知机是一种二分类模型,它根据输入的特征,通过对特征进行加权求和并施加阈值函数,来判断输入属于哪一类。
感知机算法是较为简单且常用的分类算法之一。
2. 二分类(Binary Classification)二分类是一种将样本分为两个类别的分类问题。
在感知机中,二分类是最基本的分类方式,即将输入样本分为两个类别,分别用1和-1表示。
3. 特征(Feature)特征是描述数据的属性或属性集合,用于对输入样本进行判断的依据。
在感知机中,特征可以是原始数据的某些维度或经过处理后得到的特征向量。
4. 权重(Weight)权重是感知机中对特征的重要程度进行量化的参数。
感知机通过对特征进行加权求和的方式来判断输入样本所属的类别,权重决定了特征对分类结果的影响程度。
5. 阈值(Threshold)阈值是感知机中的一个参数,用于控制分类决策的临界点。
感知机算法基于特征的加权求和结果,通过与阈值进行比较来确定最终的分类结果。
6. 激活函数(Activation Function)激活函数是感知机中用于对加权求和结果进行非线性映射的函数。
通常使用阶跃函数或者符号函数作为激活函数,将加权求和的结果映射为类别标签。
7. 分类边界(Decision Boundary)分类边界是感知机在特征空间中将不同类别样本分割开的界线。
感知机算法根据权重和阈值的设置,通过调整分类边界的位置来实现对输入样本的分类。
8. 迭代(Iteration)迭代是指在感知机算法中通过多次调整权重和阈值,逐步优化分类结果的过程。
迭代的次数和策略会影响感知机算法的收敛性和分类性能。
9. 收敛(Convergence)收敛是指感知机算法在多次迭代之后,达到了一种稳定状态,分类结果不再发生明显变化。
感知机算法能否达到收敛与初始权重的选择、样本分布和学习率等因素有关。
10. 学习率(Learning Rate)学习率是指感知机算法在每次迭代中对权重进行调整的步长。
感知器和ADLINE 网络一、感知器和ADLINE 网络的工作原理1.感知器工作原理感知器由MP 模型加上学习算法构成,用于分类,是一个线性分类器。
可以分为单神经元感知器和多神经元感知器,单神经元感知器用于两类分类,多神经元感知器用于多类分类。
图1 单神经元感知器 图2 多神经元感知器 以单神经元感知器为例,设{}11,t x ,{}22,t x ,…,{}Q Q t ,x 是线性可分两类训练样本, 其中,n i R ∈x 为感知器的输入,1i t =或0为对应于i x 的目标输出。
感知器的原理是模拟人的神经元工作原理,先将带有权重的输入n i R ∈x 进行线性加和,接着阈值处理,最后通过一个非线性函数得到对应于i x 的实际输出i y ,公式表示为:实际输出:()1n T i i i y f w x f θθ=⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭∑w x ,()1, 00, if x f x otherwise≥⎧=⎨⎩ ,θw 分别为权值和阈值。
运用感知器进行分类,实际上就是求解感知器的权值和阈值,θw ,使()T i i i y f t θ=-=w x ,其中f 为硬限幅函数。
而感知器的学习规则为:(1)()()()(1)()()()()()k k e k k k k e k e k t k y k θθ+=+⎧⎪+=-⎨⎪=-⎩w w x其中()()[]()()()()()()()0(0)1,1T t k k y k f k k k k f θθ⎧⎪⎪=-⎨⎪-⎪⎩x w x x w 是的目标输出为的实际输出,为硬限幅函数初值,取较小的随机数,如在中随机选取, 为了加速算法的收敛,可以使用带步长2)(1 ≤≤αα的感知器学习算法:(1)()()()(1)()()()()()k k e k k k k e k e k t k y k αθθα+=+⎧⎪+=-⎨⎪=-⎩w w x 2.ADLINE 网络工作原理ADALINE 网络,即自适应线性神经元,它与感知器不同之处在于它给出了MP 神经元模型的另一种学习算法:LMS 算法,即极小化均方误差法,又称随机梯度法。
感知机的实例
感知机是一种二类分类的线性分类模型,其输入为实例的特征向量,输出为实例的类别,+1代表正类,-1代表负类。
感知机接收多个输入信号,输出一个信号,只有当这个总和超过了某个界限值时,才会输出1。
以一个典型的二分类问题为例:银行卡申请问题,对于顾客,决定是否给予信用卡。
对于一个顾客的信息(年龄、薪资、当前债务等等),可以用一个向量表示。
然后每个信息条目(维度)均对是否给他信用卡有着正面或者负面的影响,决定是否给他信用卡。
把这些维度加权叠加计算出来,结果若大于某个阈值就给,否则就不给。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅感知机相关书籍或咨询计算机专业人士。
感知机名词解释1. 引言感知机(Perceptron)是一种最简单的人工神经网络模型,也是一种二元分类器。
由于其简洁性和效率,感知机在机器学习领域中具有重要地位。
本文将对感知机进行详细解释,并介绍其核心概念、原理、训练算法以及应用场景。
2. 感知机的核心概念2.1 神经元感知机的基本单元是神经元(Neuron),也称为感知机模型。
神经元接收多个输入信号,通过加权求和和激活函数的处理产生输出信号。
2.2 激活函数激活函数是神经元中非线性转换的关键部分。
常用的激活函数有阶跃函数、Sigmoid函数和ReLU函数等。
在感知机中,通常使用阶跃函数作为激活函数。
2.3 权重和偏置感知机中,每个输入信号都有一个对应的权重(Weight),用于调节该信号对输出结果的影响程度。
此外,还引入了一个偏置(Bias)项,用于调整神经元的易激活性。
2.4 分类决策感知机的输出结果是根据输入信号的加权和经过激活函数处理后得到的。
对于二分类问题,通过设置阈值,可以将输出结果划分为两类。
3. 感知机的原理感知机的原理可以简单描述为:给定一组输入向量和对应的标签,通过调整权重和偏置等参数,使得感知机能够正确地分类输入向量。
具体而言,感知机通过以下步骤实现:3.1 初始化参数初始化权重和偏置项为随机值或者0。
3.2 计算输出将输入向量与对应的权重进行加权求和,并加上偏置项。
然后使用激活函数处理得到神经元的输出。
3.3 更新参数根据实际输出与期望输出之间的误差,调整权重和偏置项。
常用的更新规则是使用梯度下降法进行参数优化。
3.4 迭代训练重复执行步骤3.2和步骤3.3,直到达到预设条件(如达到最大迭代次数或误差小于阈值)为止。
4. 感知机的训练算法感知机的训练算法主要有两种:原始形式(Original Form)和对偶形式(Dual Form)。
4.1 原始形式原始形式的感知机算法是最早提出的一种训练方法。
它通过迭代地调整权重和偏置项,使得分类误差最小化。
感知机算法的应用及特点机器学习是当今算法学习的主要方法之一,其中感知机算法是一种基于模拟人类神经元工作方式的机器学习算法。
感知机算法具有很多优点,使得它成为许多领域中最常用的机器学习算法之一。
本文将探讨感知机算法的特点和应用。
一、感知机算法的特点感知机算法是一种基于输入和输出之间的关系的机器学习算法。
感知机算法主要用于分类问题,以将输入数据分配到已知的类别中。
感知机算法具有以下几个主要特点:1. 基于二元分类问题:感知机算法主要解决二元分类问题,即将输入数据分为两个类别:正例和反例。
2. 分类速度快:感知机算法的训练和分类速度都很快,因为它采用简单的线性可分离的分类器模型。
3. 线性分类器:感知机算法基于线性分类器模型,即通过一个超平面将二元分类问题划分为两个区域,从而实现分类。
4. 可解释性好:感知机算法可解释性很好,由于它只有很少的权重参数,这使得它易于理解和解释。
这使得感知机算法成为解释性机器学习的重要代表。
二、感知机算法的应用感知机算法具有广泛的应用场景,包括以下几个领域:1. 图像分类:感知机算法常用于图像分类中,例如识别数字、手写字母等。
2. 自然语言处理:感知机算法也常用于自然语言处理中,例如文本分类、语义分析、文本翻译等。
3. 信号处理和模式识别:感知机算法也用于信号处理和模式识别,例如语音识别、人脸识别等。
4. 金融预测:感知机算法已成为金融预测的有力工具,例如股票和外汇波动预测、信用评估等。
5. 生物医学工程:感知机算法可用于处理医学数据,例如疾病预测、MRI识别等。
三、总结总之,感知机算法是一种快速而可解释的机器学习算法,适用于多个领域和应用场景。
它的主要优点是分类速度快、可解释性好和易于使用。
在现代机器学习中,感知机算法和其他算法结合使用,进一步促进了机器学习的发展。
感知机算法在实践中的应用还有很大的发展空间,值得我们继续研究和应用。
介绍建立感知机模型的思路,求解感知机模型的方法
感知机是一种二分类模型,可以用来解决线性可分的问题。
其思路是从一系列的训练样本中学习一个权重向量和一个阈值,用来划分样本空间中的两个类别。
建立感知机模型的思路如下:
1. 定义问题:确定需要解决的问题是一个二分类问题,并假设问题是线性可分的,即存在一个超平面可以将两个类别完全分开。
2. 确定模型结构:感知机的模型结构由权重向量和阈值组成。
权重向量表示了不同特征的重要性,而阈值则用来调整分类的阈值。
3. 初始化参数:首先需要对权重向量和阈值进行初始化。
一般可以将权重向量初始化为0,阈值初始化为0或一个较小的正数。
4. 迭代更新参数:通过迭代的方式不断更新参数,使得模型能够更好地分类样本。
在每次迭代中,对于输入的每个训练样本,根据当前的参数计算输出,然后根据输出与实际标签的差异来更新参数。
5. 判断停止条件:可以设置一个停止条件,当满足条件时停止迭代,如达到最大迭代次数或参数变化较小时停止。
求解感知机模型的方法主要有两种:
1. 基于原始形式:通过最小化损失函数来求解权重向量和阈值。
常用的方法是梯度下降法或随机梯度下降法,通过不断调整参数来最小化损失函数。
2. 基于对偶形式:通过求解对偶问题来求解权重向量和阈值。
通过计算训练样本之间的内积,可以得到一个Gram矩阵,然
后通过解一个二次规划问题来求解权重向量和阈值。
以上就是建立感知机模型的思路和求解感知机模型的方法的介绍。
神经网络大作业题目神经网络模型的对比与分析学院学号学生姓名神经网络的网络拓扑结构大体有前向型、反馈型、自组织竞争型和随机型网络等拓扑结构(出发点不同网络结构的分法也不一样)。
前向型的人工神经网络有学习、分类等功能,反馈型的人工神经网络有联想记忆、优化计算等功能,自组织竞争型的人工神经网络有聚类、搜索、自组织、自学习等功能。
截至目前,我们主要学习了四种网络模型,即:感知机、有监督的Hebb网络、ADLINE (Widrow-Hoff)模型和反向传播模型(BP)都隶属于前向网络。
下面,我就各个网络模型的学习规则以及异同谈一些体会。
1.感知机学习规则:1943年,Warren McCulloch和Walter Pitts最早提出了一种人工神经元模型,把神经元输入信号的加权和与其阈值相比较以确定神经元的输出。
如果加权和小于阈值,则该神经元的输出值为0;如果加权和大于阈值,则该神经元的输出值为1。
但由于没有找到训练这一网络的方法,因此必须设计这些神经元网络的参数以实现特定的功能。
上世纪50年代,Frank Rosenblatt等研究人员提出了一种感知机的神经网络,引入了用于训练神经网络解决模式识别问题的学习规则,并证明了只要求解问题的权值存在,那么其学习规则通常会收敛到正确的权值上。
但是,感知机网络却存在一定的局限性,其只能解决模式识别中的线性可分问题。
正是由于这种局限性,一度导致神经网络的研究工作陷入低潮。
我们知道,对于1-3维输入单层神经元的模式识别问题,可以通过图解法解决。
其基本程序为:1、画出判定边界,该判定边界实现了区域划分的目的;2、求解权值矩阵,权值矩阵求解的关键是判定边界总是和权值矩阵相正交,对于同一模式识别问题,判定边界的不同会造成权值矩阵的不同。
这一不同,在与当前模式精确匹配时不会产生错误的输出,而在其他模式的判别中可能引起较大的误差(下面将举例说明)。
3、求解偏值,偏值b的求解,可以在求解权值矩阵的基础上,将判定边界上任意一点的坐标带入方程WT*P+b=0得到,如果我们划定的判定边界通过坐标原点,那么此时的b值可以设定为0。
统计学习方法李航---第2章感知机2016-03-30 09:54 489人阅读评论(0) 收藏举报分类:机器学习(14)版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。
目录(?)[+]第2章感知机感知机(perceptron)是二类分类的线性分类模型,其输入为实例的特征向量,输出为实例的类别,取+1和-1二值。
感知机对应于输入空间(特征空间)中将实例划分为正负两类的分离超平面,属于判别模型。
感知机学习旨在求出将训练数据进行线性划分的分离超平面,为此,导入基于误分类的损失函数,利用梯度下降法对损失函数进行极小化求得感知机模型。
2.1 感知机模型定义(感知机):假设输入空间(特征空间)是X--R n,输出空间是 Y={+1,-1}.输入x属于X表示实例的特征向量,对应于输入空间(特征空间)的点;输出y属于Y表示实例的类别。
由输入空间到输出空间的如下函数f (x)=sign(w*x+b)其中,w和b为感知机模型参数,w叫作权值(weight)或权值向量(weightvectot) b叫作偏置(bias).感知机是一种线性分类模型,属于判别模型.感知机模型的假设空间是定义在特征空间中的所有线性分类模型(linear classification model)或线性分类器(linear classifier)。
2.2 感知机学习策略数据集的线性可分性:如果存在某个超平面S: w*x+b=0能够将数据集的正实例点和负实例点完全正确地划分到超平面的两侧,则称数据集为线性可分数据集(linearly aeparahle data sec);否则,称数据集线性不可分。
感知机学习策略:为了找出这样的超平面,即确定感知机模型参数w,b。
需要确定一个学习策略,即定义(经验)损失函数并将损失函数极小化。
损失函数:误分类点到超平面S的总距离。
2.3 感知机学习算法感知机学习问题转化为求解损失函数的最优化问题,最优化的方法是随机梯度下降法.感知机学习的具体算法包括原始形式和对偶形式。
感知机分词器的工作原理感知机分词器是一种常见的中文分词算法,其工作原理是基于感知机模型和特征提取。
感知机模型是由Rosenblatt于1958年提出的一种二分类线性模型,它可以在训练过程中逐渐调整权重,找到一个最佳的分类超平面。
在感知机分词器中,我们将每个字符视为一个特征,用来判断该字符是否属于一个词语的一部分。
模型通过学习一组权重来判断每个字符的分类。
感知机分词器可以通过迭代学习的方式不断更新权重,以提高分词的准确性。
特征提取是感知机分词器的关键步骤。
在中文分词中,常用的特征有:1. 单个字特征:以每个字为单位,将其转化为一个特征。
例如,对于句子“我爱中国”,特征可以是:我、爱、中、国。
2. 边界特征:以每个字的左右边界为特征。
例如,对于句子“我爱中国”,特征可以是:^我、我爱、爱中、中国。
3. 词典特征:将分词结果放入一个词典中,将存在于词典中的词作为特征。
例如,对于句子“我爱中国”,如果词典中包含“我爱”和“中国”这两个词,那么这两个词就作为特征。
4. 词性标注特征:将每个字的词性作为特征。
例如,对于句子“我爱中国”,特征可以是:我/nr、爱/v、中国/ns。
在特征提取之后,感知机分词器会将提取到的特征与预先设置的权重进行计算。
计算的结果越接近于0,表示该字符越可能是一个词的一部分;计算的结果越大于0,表示该字符越可能不是一个词的一部分。
通过计算,感知机分词器可以判断每个字符是否是一个词语的组成部分,进而实现分词的任务。
感知机分词器在训练过程中采用的是在线学习的方法。
在线学习是一种逐步调整权重的方式,具体步骤如下:1. 初始化权重:将所有特征的权重初始化为0。
2. 遍历训练数据:对于每个训练样本,根据模型的输出和标签计算误差。
3. 更新权重:根据误差更新权重系数。
如果模型正确分类样本,则权重保持不变;如果模型错误分类样本,则更新权重,使预测结果更接近正确结果。
4. 重复上述步骤:重复以上步骤,直到达到预设的迭代次数或者满足停止条件。
感知机的简单算例感知机是一种最简单的人工神经网络模型,它可以用来进行二分类任务。
在本文中,我们将通过一个简单的算例来说明感知机的工作原理。
假设我们有一个二维的数据集,每个样本有两个特征。
我们的任务是根据这些数据点将它们分成两类:正类和负类。
我们可以使用感知机来完成这个任务。
首先,我们需要初始化感知机的权重和偏置。
假设我们的感知机模型如下所示:$$y = \begin{cases}1, & \text{if } w_1x_1 + w_2x_2 + b > 0 \\0, &\text{otherwise}\end{cases}$$其中,$x_1$和$x_2$分别代表样本的两个特征,$w_1$和$w_2$分别代表感知机的权重,$b$代表感知机的偏置。
我们的目标是通过调整权重和偏置,使得感知机可以正确分类数据点。
假设我们的数据集中有四个样本点,分别如下:$$(2, 2), (3, 1), (4, 3), (1, 4)$$我们可以将这些数据点分成两类:正类和负类。
假设正类的标签为1,负类的标签为0。
我们的目标是找到合适的权重和偏置,使得感知机可以正确分类这些数据点。
我们可以随机初始化权重和偏置,然后通过迭代的方式逐步调整它们,直到感知机可以正确分类所有数据点。
具体的算法如下:1. 初始化权重和偏置:$w_1 = 0.5, w_2 = 0.5, b = 0$2. 设置学习率$\alpha = 0.1$3. 对于每个样本点$(x_1, x_2)$:- 计算感知机的输出$y$- 如果$y$与样本的真实标签不符,更新权重和偏置:- $w_1 = w_1 + \alpha(y_{true} - y)x_1$- $w_2 = w_2 + \alpha(y_{true} - y)x_2$- $b = b + \alpha(y_{true} - y)$4. 重复步骤3,直到感知机可以正确分类所有数据点或达到一定的迭代次数通过这个简单的算例,我们可以看到感知机是如何通过调整权重和偏置来学习如何正确分类数据点的。
感知机训练方式
感知机训练方式主要包括以下几种:
PLA(Perceptron Linear Algorithm,线性感知机算法):通过不断修正训练集中的感知机模型,判断其对未知类型的预测结果是否有错,若是有错,则继续修正,若是没有,则算法停止,得到最后的对未知类型预测准确的感知机。
随机梯度下降法:这是感知机的原始方法。
给定初始学习率η,以及权值w,偏置b的初值,在输入的训练数据集中随机选出一个点,看在当前超平面划分下,这个点是不是分对了,对了就不做改动,再选一个,错了就更改超平面参数。
当遍历了所有的点,一个感知机模型就训练好了。
对偶形式:这是原始形式在计算逻辑上进行优化的结果。
对偶形式的参数更新数学表示如下,那么就进行如下更新,最终学习结束后体现到w,b上的数学表示如下。
口袋算法(Pocket Algorithm):在得到所有的感知机模型之后,将所有的感知机模型进行对比,找到其中对位置类型预测结果错误最少的那个,作为最终的感知机模型。
表决感知机(Voted perception):给样本中每个支持向量一个权重,在训练生成感知机模型期间,计算得出每个感知机模型中错误向量权重的和。
在选择模型时,在所有这个模型中,选择权重和最小的那个即可。