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验算移位距离和假设的通用性

2022-08-10 17:18:00 黑榆

(A,B)---m*n*k---(1,0)(0,1)

移位距离和假设

用神经网络分类A和B,把参与分类的A和B中的数字看作是组成A和B的粒子,分类的过程就是让A和B中的粒子互相交换位置,寻找最短移位路径的过程。而熵H与最短移位距离和S成正比,迭代次数n与熵H成反比。

移位规则汇总

每个粒子移位一次,位置重合不移位,单次移位距离如果图片以1为底等于1-元素数值若以0为底则为元素本身。

经过前面的实验有理由把移位规则重新概括为,移位距离就是等位数值差的绝对值的和S=Σ|a-b|

如对一组3*3的矩阵

S=s0+s1+,…,+s8=|a0-b0|+|a1-b1|+,…,+|a8-b8|

这样如果a=b则s=0相当于位置重叠不移动,如果a=1则移位距离为1-b,如果a=0则移位距离为b,并且每个粒子仅移位一次。

因此二分类网络AB的收敛迭代次数反比于等位数值差的绝对值的和。

这次就验算这一更具通用性的表述

用神经网络分类123-159,123-258,123-357,123-456,123-555,计算123-159的移位距离

S=|0.1-1|+|0.2-1|+|0.3-1|+

|1-1|+|1-1|+|1-1|+

|0.1-1|+|0.5-1|+|0.9-1|=6-0.6-1.5=3.9

同样的办法计算剩余的4组他们的移位距离都是3.9.因此他们的迭代次数应该是很相近的。

并且在前述实验中已经计算出s=3和4的迭代次数平均值为112824和106315,所以这5组s=3.9的迭代次数应该在这二者附近。

实测得到的迭代次数为

123-159

123-258

123-357

123-456

123-555

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

25313.291

25477.643

25830.608

25905.422

26057.261

4.00E-04

31282.568

31554.518

31733.412

31870.166

31670.849

3.00E-04

39877.015

40689.422

41331.859

41051.387

41619.518

2.00E-04

59315.387

59031.779

59049.849

59627.543

60281.487

1.00E-04

111358.38

113327.98

113162.18

114066.37

113823.46

s

3.9

3.9

3.9

3.9

3.9

这5组数据很接近,当收敛误差为1e-4时,最大值和最小值仅相差0.8%。

用s=3和4的迭代次数112824和106315初略估算s=3.9的迭代次数为106966,而这5组数值的迭代次数平均值为113147.则预估值偏小,偏小约5.8%,因此这一实验结果符合预测。

与前述实验数据比较

981

871

971

881

861

771

122

961

875

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

34219.01

34553.02

28229.22

27843.89

28270.21

28114.19

25862.05

25523.99

25117.39

4.00E-04

41899.68

41568.85

34548.15

34511.79

34803.25

34375.59

31524.1

30958.15

31102.23

3.00E-04

53474.56

54287.27

44497.27

44407.41

45065.05

44667.95

41011.36

40262.78

40239.05

2.00E-04

77797.83

78173.77

64693.36

64832.42

64707.93

64534.3

59270.11

59096.97

58618.7

1.00E-04

148175

146473.4

123601.3

122874.1

123288

123420.9

112397.9

113446.1

111994.6

s

1

1

2

2

2

2

3

3

3

851

951

866

777

941

854

931

921

911

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

25288.76

23904.73

23868.01

23579.5

22959.57

22738.92

22166.65

22094.36

23575.86

4.00E-04

31347.55

28978.03

28820.87

28965.92

27774.2

27653.1

27290.48

27253.6

28991.81

3.00E-04

40549.93

38252.24

37659.14

37460.82

35993.35

36072.61

35639.73

35340.25

37399.98

2.00E-04

59255.58

55426.48

54661.18

54804.67

52950.71

53116.99

51890.25

52155.43

54335.16

1.00E-04

114094.8

106880.8

106599.8

106112.6

101146.2

100986.2

100158

98502.28

102787.2

s

3

4

4

4

5

5

6

7

8

8357

8357d0

8116

8123

123-357

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

36477.09

30465.327

28917.729

28525.63

25830.608

4.00E-04

44583.452

37211.859

35497.623

34343.1

31733.412

3.00E-04

56961.221

48007.09

46176.704

44964.48

41331.859

2.00E-04

81632.01

69937.387

67179.523

65561.12

59049.849

1.00E-04

154778.59

132814.24

126701.39

124472.5

113162.18

s

1.7

2.3

2.4

2.6

3.9

误差

17%

10%

6.5-9.4%

5.9-6.7%

5.80%

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