【问题标题】:Inconsistent results with Perceptron algorithm与感知器算法不一致的结果
【发布时间】:2014-01-28 15:20:55
【问题描述】:

我正在尝试实现感知器算法,但得到的结果不一致;我注意到权重的初始化产生了很大的影响。有什么我公然做错了吗?谢谢!

import numpy as np

def train(x,y):

    lenWeights = len(x[1,:]);
    weights = np.random.uniform(-1,1,size=lenWeights)
    bias = np.random.uniform(-1,1);
    learningRate = 0.01;
    t = 1;
    converged = False;

# Perceptron Algorithm

while not converged and t < 100000:
    targets = [];
    for i in range(len(x)):

            # Calculate output of the network
            output = ( np.dot(x[i,:],weights) ) + bias;

            # Perceptron threshold decision
            if (output > 0):
                target = 1;
            else:
                target = 0;

            # Calculate error and update weights
            error = target - y[i];

            weights = weights + (x[i,:] * (learningRate * error) );

            bias = bias + (learningRate * error);

            targets.append(target);

            t = t + 1;

    if ( list(y) == list(targets) ) == True:
        converged = True;


return weights,bias

def test(weights, bias, x):

    predictions = [];

    for i in range(len(x)):

        # Calculate w'x + b
        output = ( np.dot(x[i,:],weights) ) + bias;

        # Get decision from hardlim function
        if (output > 0):
            target = 1;
        else:
            target = 0;

        predictions.append(target);

    return predictions

if __name__ == '__main__':

    # Simple Test

    x = np.array( [  [0,1], [1,1] ] );
    y = np.array( [ 0, 1 ] );

    weights,bias = train(x,y);
    predictions = test(weights,bias,x);

    print predictions
    print y

【问题讨论】:

  • 结果不一致的原因是什么?你发现的对权重的依赖是什么?我猜while 也有缩进错误。
  • 有时会输出正确的标签,有时却不会,有点随机

标签: machine-learning statistics neural-network perceptron


【解决方案1】:

感知器全局优化,因此训练结果不会保持一致(每次运行算法时它们可能会有所不同),并且取决于(除其他外) ) 关于权重初始化。这是非凸函数梯度优化的特点(感知器就是一个例子),而不是实现问题。

【讨论】:

  • @lejlot 有问题的代码是一个简单的二进制单层感知器。我认为如果训练集是线性可分的,它应该总是全局收敛,如果不是,则根本不收敛。有问题的代码实际上几乎从不收敛。发问者用t &lt; 100000 测试隐藏了这一点。我也认为训练集是线性可分的。我错了吗?
  • 你说得对,我确实假设了更复杂的模型 (MLP)。我会删除答案,但第一作者必须“取消回答”它。
  • 是的,这是我在这行代码上更新体重的一个简单错误:'error = target - y[i]';应该是:'error = 'y[i] - target';这为我解决了问题;正如 Nabla 所说,它现在总是返回正确的结果,因为训练集是线性可分的。
  • 不完全——它是一致的,因为在单层情况下它是一个凸优化问题。您的数据不必是线性可分的。
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