nftool神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合工具怎么用

在數(shù)據(jù)擬合中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要處理從一個(gè)數(shù)據(jù)集到另一個(gè)數(shù)據(jù)集的映射，如通過(guò)原材料價(jià)格、地價(jià)、銀行利率等因素估算房?jī)r(jià)，原材料價(jià)格、地價(jià)和銀行利率屬于一個(gè)數(shù)據(jù)集，在網(wǎng)絡(luò)中是輸入，房?jī)r(jià)則屬于另一個(gè)數(shù)據(jù)集，在網(wǎng)絡(luò)中是輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擬合工具可用來(lái)收集數(shù)據(jù)，建立和訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并均方誤差和回歸分析來(lái)評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的效果。

nftool工具箱采用前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成數(shù)據(jù)擬合，包括兩層神經(jīng)元，隱藏層使用sigmoid傳輸函數(shù)，輸出層則是線性的。給定足夠的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和足夠的隱藏層神經(jīng)元，網(wǎng)絡(luò)能良好地?cái)M合多維數(shù)據(jù)。

生成一段加入了均勻噪聲的正弦函數(shù)數(shù)據(jù)

x=0:.2:2*pi+.2;

rng(2);y=sin(x)+rand(1,length(x))*0.5;

plot(x,y,'o-');

在命令行輸入nftool后回車，啟動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合工具對(duì)話框

單擊Next進(jìn)入數(shù)據(jù)選擇界面，不但要指定輸入數(shù)據(jù)，還要指定目標(biāo)數(shù)據(jù)，即輸入數(shù)據(jù)的期望輸出

單擊Next進(jìn)入Validation and Test Data界面，工具箱把數(shù)據(jù)分為三部分：

1.訓(xùn)練樣本，用于網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，網(wǎng)絡(luò)將根據(jù)訓(xùn)練樣本的誤差調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值

2.驗(yàn)證樣本，用于驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的推廣性能，當(dāng)推廣性能停止提高時(shí)，表示網(wǎng)絡(luò)已達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，此時(shí)就停止訓(xùn)練

3.測(cè)試樣本，用于測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的性能，網(wǎng)絡(luò)不會(huì)分局測(cè)試樣本的結(jié)果做任何調(diào)整

一般情況下，訓(xùn)練樣本用于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值，驗(yàn)證樣本則用于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如隱藏層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)

默認(rèn)隨機(jī)地將70%的數(shù)據(jù)劃為訓(xùn)練樣本，15%的數(shù)據(jù)劃為驗(yàn)證樣本，剩下的15%數(shù)據(jù)作為測(cè)試樣本

單擊Next進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)界面，設(shè)置隱藏層神經(jīng)元個(gè)數(shù)

單擊Next進(jìn)入訓(xùn)練界面，單擊Train進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，工具箱自動(dòng)彈出訓(xùn)練對(duì)話框顯示訓(xùn)練過(guò)程，默認(rèn)最大迭代次數(shù)為1000次。

訓(xùn)練完成后將顯示訓(xùn)練樣本、、驗(yàn)證樣本和測(cè)試樣本的均方誤差（MSE）和R值。R值衡量了目標(biāo)數(shù)據(jù)（期望輸出）與實(shí)際輸出之間的相關(guān)性，如果相關(guān)性為1，說(shuō)明兩者完全相符，如果相關(guān)性為0則說(shuō)明數(shù)據(jù)完全隨機(jī)。

訓(xùn)練完成后點(diǎn)擊Plot Fit顯示適應(yīng)度，同時(shí)展示訓(xùn)練樣本、驗(yàn)證樣本和測(cè)試樣本的目標(biāo)輸出和實(shí)際輸出

點(diǎn)擊Plot Error Histgram顯示誤差直方圖

誤差的計(jì)算公式是：

誤差 = 目標(biāo)輸出 - 實(shí)際輸出

點(diǎn)擊Plot Regression顯示回歸圖，分別顯示訓(xùn)練樣本、驗(yàn)證樣本、測(cè)試樣本和所有數(shù)據(jù)的回歸圖

點(diǎn)擊Next進(jìn)入測(cè)試界面，選擇測(cè)試數(shù)據(jù)和期望輸出，點(diǎn)擊Test Network即可進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試完成后可以點(diǎn)擊顯示適應(yīng)度圖、誤差直方圖和回歸圖

測(cè)試數(shù)據(jù)生成

xx=0:.1:2*pi+.2;

yy=sin(xx)+0.25;

點(diǎn)擊Next進(jìn)入結(jié)果界面，選擇想要生成的類型，可以生成MATLAB腳本文件，也可以轉(zhuǎn)為Simulink模型

最后點(diǎn)擊Finish結(jié)束數(shù)據(jù)擬合