(python 3)

 import numpy
from scipy import sparse as S
from matplotlib import pyplot as plt
from scipy.sparse.csr import csr_matrix
import pandas def normalize(x):
V = x.copy()
V -= x.min(axis=1).reshape(x.shape[0],1)
V /= V.max(axis=1).reshape(x.shape[0],1)
return V def sigmoid(x):
#return x*(x > 0)
#return numpy.tanh(x)
return 1.0/(1+numpy.exp(-x)) class RBM():
def __init__(self, n_visible=None, n_hidden=None, W=None, learning_rate = 0.1, weight_decay=1,cd_steps=1,momentum=0.5):
if W == None:
self.W = numpy.random.uniform(-.1,0.1,(n_visible, n_hidden)) / numpy.sqrt(n_visible + n_hidden)
self.W = numpy.insert(self.W, 0, 0, axis = 1)
self.W = numpy.insert(self.W, 0, 0, axis = 0)
else:
self.W=W
self.learning_rate = learning_rate
self.momentum = momentum
self.last_change = 0
self.last_update = 0
self.cd_steps = cd_steps
self.epoch = 0
self.weight_decay = weight_decay
self.Errors = [] def fit(self, Input, max_epochs = 1, batch_size=100):
if isinstance(Input, S.csr_matrix):
bias = S.csr_matrix(numpy.ones((Input.shape[0], 1)))
csr = S.hstack([bias, Input]).tocsr()
else:
csr = numpy.insert(Input, 0, 1, 1)
for epoch in range(max_epochs):
idx = numpy.arange(csr.shape[0])
numpy.random.shuffle(idx)
idx = idx[:batch_size] self.V_state = csr[idx]
self.H_state = self.activate(self.V_state)
pos_associations = self.V_state.T.dot(self.H_state) for i in range(self.cd_steps):
self.V_state = self.sample(self.H_state)
self.H_state = self.activate(self.V_state) neg_associations = self.V_state.T.dot(self.H_state)
self.V_state = self.sample(self.H_state) # Update weights.
w_update = self.learning_rate * ((pos_associations - neg_associations) / batch_size)
total_change = numpy.sum(numpy.abs(w_update))
self.W += self.momentum * self.last_change + w_update
self.W *= self.weight_decay self.last_change = w_update RMSE = numpy.mean((csr[idx] - self.V_state)**2)**0.5
self.Errors.append(RMSE)
self.epoch += 1
print("Epoch %s: RMSE = %s; ||W||: %6.1f; Sum Update: %f" % (self.epoch, RMSE, numpy.sum(numpy.abs(self.W)), total_change))
return self def learning_curve(self):
plt.ion()
#plt.figure()
plt.show()
E = numpy.array(self.Errors)
plt.plot(pandas.rolling_mean(E, 50)[50:]) def activate(self, X):
if X.shape[1] != self.W.shape[0]:
if isinstance(X, S.csr_matrix):
bias = S.csr_matrix(numpy.ones((X.shape[0], 1)))
csr = S.hstack([bias, X]).tocsr()
else:
csr = numpy.insert(X, 0, 1, 1)
else:
csr = X
p = sigmoid(csr.dot(self.W))
p[:,0] = 1.0
return p def sample(self, H, addBias=True):
if H.shape[1] == self.W.shape[0]:
if isinstance(H, S.csr_matrix):
bias = S.csr_matrix(numpy.ones((H.shape[0], 1)))
csr = S.hstack([bias, H]).tocsr()
else:
csr = numpy.insert(H, 0, 1, 1)
else:
csr = H
p = sigmoid(csr.dot(self.W.T))
p[:,0] = 1
return p if __name__=="__main__":
data = numpy.random.uniform(0,1,(100,10))
rbm = RBM(10,15)
rbm.fit(data,1000)
rbm.learning_curve()

Boltzmann机神经网络python实现的更多相关文章

  1. Boltzmann机

    博客园不能上传附件,所以这里贴两张流程图吧.一个是模拟退火算法的流程图(Boltzmann机本实上就是反复退火的过程), 个是Boltzmann调整权值的过程.

  2. 限制Boltzmann机(Restricted Boltzmann Machine)

    起源:Boltzmann神经网络 Boltzmann神经网络的结构是由Hopfield递归神经网络改良过来的,Hopfield中引入了统计物理学的能量函数的概念. 即,cost函数由统计物理学的能量函 ...

  3. 实现一个单隐层神经网络python

    看过首席科学家NG的深度学习公开课很久了,一直没有时间做课后编程题,做完想把思路总结下来,仅仅记录编程主线. 一 引用工具包 import numpy as np import matplotlib. ...

  4. UR机器人通信--上位机通信(python)

    一.通信socket socket()函数 Python 中,我们用 socket()函数来创建套接字,语法格式如下: socket.socket([family[, type[, proto]]]) ...

  5. 运维堡垒机(跳板机)系统 python

    相信各位对堡垒机(跳板机)不陌生,为了保证服务器安全,前面加个堡垒机,所有ssh连接都通过堡垒机来完成,堡垒机也需要有 身份认证,授权,访问控制,审计等功能,笔者用Python基本实现了上述功能. A ...

  6. 机器学习作业(三)多类别分类与神经网络——Python(numpy)实现

    题目太长了!下载地址[传送门] 第1题 简述:识别图片上的数字. import numpy as np import scipy.io as scio import matplotlib.pyplot ...

  7. 径向基(RBF)神经网络python实现

    from numpy import array, append, vstack, transpose, reshape, \ dot, true_divide, mean, exp, sqrt, lo ...

  8. 手写神经网络Python深度学习

    import numpy import scipy.special import matplotlib.pyplot as plt import scipy.misc import glob impo ...

  9. 六.随机神经网络Boltzmann(玻尔兹曼机)

    Hopfield网络具有最优计算功能,然而网络只能严格按照能量函数递减方式演化,很难避免伪状态的出现,且权值容易陷入局部极小值,无法收敛于全局最优解. 如果反馈神经网络的迭代过程不是那么死板,可以在一 ...

随机推荐

  1. Kubernetes简述

    一.Kubernetes特性 1.自动装箱 建构于容器之上,基于资源依赖及其他约束自动完成容器部署且不影响其可用性,并通过调度机制混合关键型应用和非关键型应用的工作负载于一点以提高资源利用率. 2.自 ...

  2. springMVC入门-03

    接着上一讲介绍springMVC针对rest风格的支持. 查询数据 使用前:/user_show?id=120 使用后:/user/120 删除数据 使用前:/user_delete?id=123 使 ...

  3. 转:Window_Open详解

       引:Window_Open详解一.window.open()支持环境:JavaScript1.0+/JScript1.0+/Nav2+/IE3+/Opera3+ 二.基本语法:window.op ...

  4. [翻译] UPCardsCarousel

    UPCardsCarousel UPCardsCarousel is a carousel with a cards based UI for iOS. UPCardsCarousel是一个旋转木马效 ...

  5. 【转载】 C语言命令行小猪佩奇

    // ASCII Peppa Pig by Milo Yip #include <math.h> #include <stdio.h> #include <stdlib. ...

  6. September 28th 2017 Week 39th Thursday

    Every saint has a past and every sinner has a future. 圣人皆有过去,罪人皆有未来. If you were a sinner in the pas ...

  7. 'Table is Marked as crashed and should be repaired Error'.Mysql表损坏解决方案

    问题表现:由于服务器崩溃导致表损坏无法打开或者能打开但是无法写入数据(提示主键重复但实际没有该主键且该主键值在最大值范围内). 本文提供两种检查修复方式:mysqlcheck 和 myisamchk ...

  8. #002 Emmet完整API

    介绍 这里包含了,所有的Emmet API,非常的详细,但是有一点详细过头了,如果只想快速上手,那么推荐<#001 Emmet的API图片> Emmet (前身为 Zen Coding) ...

  9. 【原创】MySQL 生产环境备份还原

    公司需要对生产环境的数据库进行备份,我接下了这份任务. 1. 首先谷歌了以下大家的备份方法 许多都使用到了Xtrabackup这个工具,超大型的公司可能有其他的的备份方法,这个工具对于中小型公司,甚至 ...

  10. Kubernetes中的资源调度与资源管理

    一.scheduling:把pod放到node上 1.最小调度单元:pod 2.1.8的版本后,最大支持5000个node 3.scheduling由两个部分组成: 3.1 Predicates:过滤 ...