运用对偶的(对应原始)感知机算法实现线性分类。

  参考书目:《统计学习方法》(李航)

  算法原理:

  代码实现:

  环境:win7 32bit + Anaconda3 +spyder

  和原始算法的实现基本框架是类似的,只是判断和权值的更新算法有点变化。

 # -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Nov 18 01:29:35 2016 @author: Administrator
""" import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt # train matrix
def get_train_data():
M1 = np.random.random((100,2))
# 将label加到最后,方便后面操作
M11 = np.column_stack((M1,np.ones(100))) M2 = np.random.random((100,2)) - 0.7
M22 = np.column_stack((M2,np.ones(100)*(-1)))
# 合并两类,并将位置索引加到最后
MA = np.vstack((M11,M22))
MA = np.column_stack((MA,range(0,200))) # 作图操作
plt.plot(M1[:,0],M1[:,1], 'ro')
plt.plot(M2[:,0],M2[:,1], 'go')
# 为了美观,根据数据点限制之后分类线的范围
min_x = np.min(M2)
max_x = np.max(M1)
# 分隔x,方便作图
x = np.linspace(min_x, max_x, 100)
# 此处返回 x 是为了之后作图方便
return MA,x # GRAM计算
def get_gram(MA):
GRAM = np.empty(shape=(200,200))
for i in range(len(MA)):
for j in range(len(MA)):
GRAM[i,j] = np.dot(MA[i,][:2], MA[j,][:2])
return GRAM # 方便在train函数中识别误分类点
def func(alpha,b,xi,yi,yN,index,GRAM):
pa1 = alpha*yN
pa2 = GRAM[:,index]
num = yi*(np.dot(pa1,pa2)+b)
return num # 训练training data
def train(MA, alpha, b, GRAM, yN):
# M 存储每次处理后依旧处于误分类的原始数据
M = []
for sample in MA:
xi = sample[0:2]
yi = sample[-2]
index = int(sample[-1])
# 如果为误分类,改变alpha,b
# n 为学习率
if func(alpha,b,xi,yi,yN,index,GRAM) <= 0:
alpha[index] += n
b += n*yi
M.append(sample)
if len(M) > 0:
# print('迭代...')
train(M, alpha, b, GRAM, yN)
return alpha,b # 作出分类线的图
def plot_classify(w,b,x, rate0):
y = (w[0]*x+b)/((-1)*w[1])
plt.plot(x,y)
plt.title('Accuracy = '+str(rate0)) # 随机生成testing data 并作图
def get_test_data():
M = np.random.random((50,2))
plt.plot(M[:,0],M[:,1],'*y')
return M
# 对传入的testing data 的单个样本进行分类
def classify(w,b,test_i):
if np.sign(np.dot(w,test_i)+b) == 1:
return 1
else:
return 0 # 测试数据,返回正确率
def test(w,b,test_data):
right_count = 0
for test_i in test_data:
classx = classify(w,b,test_i)
if classx == 1:
right_count += 1
rate = right_count/len(test_data)
return rate if __name__=="__main__":
MA,x= get_train_data()
test_data = get_test_data()
GRAM = get_gram(MA)
yN = MA[:,2]
xN = MA[:,0:2]
# 定义初始值
alpha = [0]*200
b = 0
n = 1
# 初始化最优的正确率
rate0 = 0 # print(alpha,b)
# 循环不同的学习率n,寻求最优的学习率,即最终的rate0
# w0,b0为对应的最优参数
for i in np.linspace(0.01,1,100):
n = i
alpha,b = train(MA, alpha, b, GRAM, yN)
alphap = np.column_stack((alpha*yN,alpha*yN))
w = sum(alphap*xN)
rate = test(w,b,test_data)
# print(w,b)
rate = test(w,b,test_data)
if rate > rate0:
rate0 = rate
w0 = w
b0 = b
print('Until now, the best result of the accuracy on test data is '+str(rate))
print('with w='+str(w0)+' b='+str(b0))
print('---------------------------------------------')
# 在选定最优的学习率后,作图
plot_classify(w0,b0,x,rate0)
plt.show()

  输出:

感知机的对偶形式——python3实现的更多相关文章

  1. 2. 感知机(Perceptron)基本形式和对偶形式实现

    1. 感知机原理(Perceptron) 2. 感知机(Perceptron)基本形式和对偶形式实现 3. 支持向量机(SVM)拉格朗日对偶性(KKT) 4. 支持向量机(SVM)原理 5. 支持向量 ...

  2. 1. 感知机原理(Perceptron)

    1. 感知机原理(Perceptron) 2. 感知机(Perceptron)基本形式和对偶形式实现 3. 支持向量机(SVM)拉格朗日对偶性(KKT) 4. 支持向量机(SVM)原理 5. 支持向量 ...

  3. 机器学习理论基础学习3.1--- Linear classification 线性分类之感知机PLA(Percetron Learning Algorithm)

    一.感知机(Perception) 1.1 原理: 感知机是二分类的线性模型,其输入是实例的特征向量,输出的是事例的类别,分别是+1和-1,属于判别模型. 假设训练数据集是线性可分的,感知机学习的目标 ...

  4. 机器学习笔记(一)&#183; 感知机算法 &#183; 原理篇

    这篇学习笔记强调几何直觉,同时也注重感知机算法内部的动机.限于篇幅,这里仅仅讨论了感知机的一般情形.损失函数的引入.工作原理.关于感知机的对偶形式和核感知机,会专门写另外一篇文章.关于感知机的实现代码 ...

  5. 统计学习方法与Python实现(一)——感知机

    统计学习方法与Python实现(一)——感知机 iwehdio的博客园:https://www.cnblogs.com/iwehdio/ 1.定义 假设输入的实例的特征空间为x属于Rn的n维特征向量, ...

  6. 吴裕雄 python 机器学习——人工神经网络与原始感知机模型

    import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D from ...

  7. 感知机算法(PLA)代码实现

    目录 1. 引言 2. 载入库和数据处理 3. 感知机的原始形式 4. 感知机的对偶形式 5. 多分类情况-one vs. rest 6. 多分类情况-one vs. one 7. sklearn实现 ...

  8. 【python与机器学习实战】感知机和支持向量机学习笔记(一)

    对<Python与机器学习实战>一书阅读的记录,对于一些难以理解的地方查阅了资料辅以理解并补充和记录,重新梳理一下感知机和SVM的算法原理,加深记忆. 1.感知机 感知机的基本概念 感知机 ...

  9. 原始感知机入门——python3实现

    运用最简单的原始(对应的有对偶)感知机算法实现线性分类. 参考书目:<统计学习方法>(李航) 算法原理: 踩到的坑:以为误分类的数据只使用一次,造成分类结果很差,在train函数内加个简单 ...

随机推荐

  1. WPF进度条系列②旋转小圆圈

     写在之前: 关于WPF的样式,我也是学习了很多朋友的文章才有了下面的东西,因为时间有些久远 & 备份的链接也都不在了. 所以,究竟是看过哪些文章,也是记不清楚了…… 请见谅. ------- ...

  2. 关于css

    已经学了四天的css.现在对于css的了解还很肤浅,首先,我对基础的还不是很了解. 级联样式表(Cascading Style Sheet)简称“CSS”,通常又称为“风格样式表(Style Shee ...

  3. android回收AnimationDrawable动画的每一帧的图片资源,而释放内存

    回收每一帧的图片,释放内存资源 private void tryRecycleAnimationDrawable(AnimationDrawable animationDrawables) { if ...

  4. pct xcode7

    1.) 打开你的Xcode工程. 在Supporting Files目录下,选择 File > New > File > iOS > Other > PCH File 然 ...

  5. Bootstrap <基础七>按钮

    任何带有 class .btn 的元素都会继承圆角灰色按钮的默认外观.但是 Bootstrap 提供了一些选项来定义按钮的样式,具体如下表所示: 以下样式可用于<a>, <butto ...

  6. [vijos P1040] 高精度乘法

    如果这次noip没考好,完全是因为从7月29日之后就没有再写过程序了.说起来,真是一个泪流满面的事实… 那这样一个弱智题练手恢复代码能力,竟然还花了我两个晚上(当然不是两整个晚上…) 第一天TLE了, ...

  7. 当在浏览器输入一个url访问后发生了什么

    首先根据DNS获取该url的ip地址,ip地址的获取可能通过本地缓存,路由缓存等得到. 然后在网络层通过路由选择查找一条可达路径,最后利用tcp/ip协议来进行数据的传输. 其中在传输层将信息添加源端 ...

  8. 初探bootstarp

    目录1.下载Bootstrap2.引入Bootstrap相关的css.js3.一个最简单的Bootstrap页面4.浏览器支持 1.下载BootstrapBootstrap官网下载地址Bootstra ...

  9. Yii Uploadify批量上传

    控制器: $reinfo = "fail"; $filename=""; //重要说明: //使用uploadify 上传时,每次这个sessionID都会改变 ...

  10. 初学者的python学习笔记1

    推荐一段时间闲的蛋疼,总觉得再堕落下去不太好,便捡起了之前一直想学而没有学的python,以此记录一下学习笔记,同时亦是督促和复习. 学习51cto上的<2016最新Python开发基础课程-2 ...