python做BP神经网络,进行数据预测,训练的输入和输出值都存在负数,为什么预测值永远为正数?

2024-05-04 10:44

1. python做BP神经网络,进行数据预测,训练的输入和输出值都存在负数,为什么预测值永远为正数?

因为sigmoid就是预测0到1之间的连续值。通常当二分类预测使用,你的问题是否复合二分类如果可以就把类别换成0和1就可以了,如果是做回归那就不行了,要换其他损失函数

python做BP神经网络,进行数据预测,训练的输入和输出值都存在负数,为什么预测值永远为正数?

2. 如何用神经网络做线性回归预测python

1:神经网络算法简介
2:Backpropagation算法详细介绍
3:非线性转化方程举例
4:自己实现神经网络算法NeuralNetwork
5:基于NeuralNetwork的XOR实例
6:基于NeuralNetwork的手写数字识别实例
7:scikit-learn中BernoulliRBM使用实例
8:scikit-learn中的手写数字识别实例

3. 如何用神经网络模型对其他方法预测的值进行检验。

神经网络本身就是数学的逼近模型,网络最早是由数学中的函数逼近技术而来,按照统计学规律,组合成线性叠加网络,从中分析出一些现实中高度非线性的模型,神经网络本身就是个数学建模,只是经过整理后更容易进行工程实践了,至于预测那是当然可以的

如何用神经网络模型对其他方法预测的值进行检验。

4. 你好,看了你写的神经网络预测,为什么每次运行,最后的预测曲线变化规律都不一样?

因为神经网络在每一次训练开始时,都会根据一定的方法的给出一组初始的权值(每次都是不一样的),再在这个初始的权值的基础上开始训练。所以几乎每次都收敛到不同的局部最优解然后停止训练。
这样做的目的,因为找到全局最优解是几乎不可能的,用不同的初值可以从多次训练中找出相对更好的值,排除不好的一些结果。
所以每次给出的结果会不一样,你可以多式几次,根据相关指标确定那一次的结果更好,,然后就选那一次的结果。

5. python 神经网络库有哪些

学习人工智能时,我给自己定了一个目标--用Python写一个简单的神经网络。为了确保真得理解它,我要求自己不使用任何神经网络库,从头写起。多亏了Andrew Trask写得一篇精彩的博客,我做到了!下面贴出那九行代码:


在这篇文章中,我将解释我是如何做得,以便你可以写出你自己的。我将会提供一个长点的但是更完美的源代码。
首先,神经网络是什么?人脑由几千亿由突触相互连接的细胞(神经元)组成。突触传入足够的兴奋就会引起神经元的兴奋。这个过程被称为“思考”。

我们可以在计算机上写一个神经网络来模拟这个过程。不需要在生物分子水平模拟人脑,只需模拟更高层级的规则。我们使用矩阵(二维数据表格)这一数学工具,并且为了简单明了,只模拟一个有3个输入和一个输出的神经元。

我们将训练神经元解决下面的问题。前四个例子被称作训练集。你发现规律了吗?‘?’是0还是1?

你可能发现了,输出总是等于输入中最左列的值。所以‘?’应该是1。
训练过程
但是如何使我们的神经元回答正确呢?赋予每个输入一个权重,可以是一个正的或负的数字。拥有较大正(或负)权重的输入将决定神经元的输出。首先设置每个权重的初始值为一个随机数字,然后开始训练过程:
取一个训练样本的输入,使用权重调整它们,通过一个特殊的公式计算神经元的输出。
计算误差,即神经元的输出与训练样本中的期待输出之间的差值。
根据误差略微地调整权重。
重复这个过程1万次。

最终权重将会变为符合训练集的一个最优解。如果使用神经元考虑这种规律的一个新情形,它将会给出一个很棒的预测。
这个过程就是back propagation。

计算神经元输出的公式
你可能会想,计算神经元输出的公式是什么?首先,计算神经元输入的加权和,即

接着使之规范化,结果在0,1之间。为此使用一个数学函数--Sigmoid函数:


Sigmoid函数的图形是一条“S”状的曲线。

把第一个方程代入第二个,计算神经元输出的最终公式为:

你可能注意到了,为了简单,我们没有引入最低兴奋阈值。
调整权重的公式
我们在训练时不断调整权重。但是怎么调整呢?可以使用“Error Weighted Derivative”公式:

为什么使用这个公式?首先,我们想使调整和误差的大小成比例。其次,乘以输入(0或1),如果输入是0,权重就不会调整。最后,乘以Sigmoid曲线的斜率(图4)。为了理解最后一条,考虑这些:
我们使用Sigmoid曲线计算神经元的输出
如果输出是一个大的正(或负)数,这意味着神经元采用这种(或另一种)方式
从图四可以看出,在较大数值处,Sigmoid曲线斜率小
如果神经元认为当前权重是正确的,就不会对它进行很大调整。乘以Sigmoid曲线斜率便可以实现这一点
Sigmoid曲线的斜率可以通过求导得到:

把第二个等式代入第一个等式里,得到调整权重的最终公式:

当然有其他公式,它们可以使神经元学习得更快,但是这个公式的优点是非常简单。
构造Python代码
虽然我们没有使用神经网络库,但是将导入Python数学库numpy里的4个方法。分别是:
exp--自然指数
array--创建矩阵
dot--进行矩阵乘法
random--产生随机数
比如, 我们可以使用array()方法表示前面展示的训练集:

“.T”方法用于矩阵转置(行变列)。所以,计算机这样存储数字:

我觉得我们可以开始构建更优美的源代码了。给出这个源代码后,我会做一个总结。
我对每一行源代码都添加了注释来解释所有内容。注意在每次迭代时,我们同时处理所有训练集数据。所以变量都是矩阵(二维数据表格)。下面是一个用Python写地完整的示例代码。



结语
试着在命令行运行神经网络:

你应该看到这样的结果:

我们做到了!我们用Python构建了一个简单的神经网络!
首先神经网络对自己赋予随机权重,然后使用训练集训练自己。接着,它考虑一种新的情形[1, 0, 0]并且预测了0.99993704。正确答案是1。非常接近!
传统计算机程序通常不会学习。而神经网络却能自己学习,适应并对新情形做出反应,这是多么神奇,就像人类一样。

python 神经网络库有哪些

6. 神经网络预测可以约束预测结果都是正数么

具体的预测结果是正是负,由处理的具体问题决定,不可能直接强制其符号。
但是在归一化过程中,可以选择是归一化至[-1,1]区间,还是[0,1]区间,这里的正负号是可控的。但是反归一化后的符号就是由具体问题决定的,不可能去限制。

人工神经网络(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世纪80 年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象, 建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activation function)。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。

7. 采用什么手段使神经网络预测更加准确

优化神经网络结构。如BP神经网络改变隐层神经元数量、训练算法等;
使用其他神经网络。如Elman神经网络考虑了前一时刻的输出,比较适合用于预测,预测效果往往更好。RBF神经网络的训练速度很快,训练效果也很好。
改进的神经网络算法。例如BP神经网络增加动量项、自适应学习率等措施,防止陷入局部极小影响预测效果。
组合神经网络。取长补短,将全局搜索能力强的算法与局部逼近快的算法组合起来,如遗传算法优化初始权值,再训练。这种方法比较灵活,可以和许多算法融合。
全面考虑影响因素。未来的预测值受许多因素影响,所以应该在基于历史数据的基础上,充分考虑各种因素,考虑得越周全,预知信息越多,预测效果一般更好。

采用什么手段使神经网络预测更加准确

8. 神经网络每次预测的值都不一样?

这种结果我也遇到过,是因为代码中训练样本和测试样本是随机选取的,所以每次得到的结果都会有差别。看看你的代码中是否使用了rand、randint等随机选取训练集和测试集。