基於開源JOONE 神經網路例項
作者:北郵小生-chaosju
1.入門書籍推薦: 人工神經網路教程-韓力群 北京郵電大學出版社
寫演算法要了解演算法的原理,方能寫出好演算法,明白原理實現演算法 事半功倍
2.Joone
JOONE(Java Object Oriented Neural Network)是sourceforge.net上一個用java語言迅速開發神經網路的開源專案。JOONE支援很多的特性,比如多執行緒和分散式計算,這意味著可以JOONE可以利用多處理器或是多計算機來均衡附載。
JOONE主要有三個大的模組:
joone-engine:joone的核心模組。
joone-editor
joone-distributed-environment :joone用於支援分散式計算的模組。
文件,原始碼下載地址:http://www.codertodeveloper.com/docs/documentation.html
-----------學會讀一手的東西,直接看文件原始碼
3.XOR(異或)例項的實現
public class XOR_Test implements NeuralNetListener,Serializable { private static final long serialVersionUID = -3597853311948127352L; private FileInputSynapse inputStream = null; private NeuralNet nnet = null;
public static void main(String args[]) { XOR_Test xor = new XOR_Test(); xor.initNeuralNet(); } protected void initNeuralNet() { // 三層:輸入層 ,隱層,輸出層 // create the three layers (using the sigmoid transfer function for the // hidden and the output layers) LinearLayer input = new LinearLayer(); SigmoidLayer hidden = new SigmoidLayer(); SigmoidLayer output = new SigmoidLayer(); // set their dimensions(神經元): // 設定每層神經元的個數 input.setRows(2); hidden.setRows(3); output.setRows(1); // Now build the neural net connecting the layers by creating the two // synapses(突觸) // 三層需要兩個突觸對其進行連線,建立神經元 FullSynapse synapse_IH = new FullSynapse(); /* Input -> Hidden conn. */ FullSynapse synapse_HO = new FullSynapse(); /* Hidden -> Output conn. */ // 連線操作 // Next connect the input layer with the hidden layer: input.addOutputSynapse(synapse_IH); hidden.addInputSynapse(synapse_IH); // and then, the hidden layer with the output layer: hidden.addOutputSynapse(synapse_HO); output.addInputSynapse(synapse_HO); // need a NeuralNet object that will contain all the Layers of the // network // 建立一個網路來容納各層 nnet = new NeuralNet(); nnet.addLayer(input, NeuralNet.INPUT_LAYER); nnet.addLayer(hidden, NeuralNet.HIDDEN_LAYER); nnet.addLayer(output, NeuralNet.OUTPUT_LAYER); Monitor monitor = nnet.getMonitor(); // 設定神經網路的學習率, monitor.setLearningRate(0.8); // 設定神經網路的動量 為 0.3 這兩個變數與步長有關 monitor.setMomentum(0.3); monitor.addNeuralNetListener(this); // 輸入流 inputStream = new FileInputSynapse(); /* The first two columns contain the input values */ inputStream.setAdvancedColumnSelector("1,2"); /* This is the file that contains the input data */ inputStream.setInputFile(new File("E:\\joone\\XOR.txt")); // Next add the input synapse to the first layer. input.addInputSynapse(inputStream); TeachingSynapse trainer = new TeachingSynapse(); /* * Setting of the file containing the desired responses, provided by a * FileInputSynapse */ FileInputSynapse samples = new FileInputSynapse(); samples.setInputFile(new File("e:\\joone\\XOR.txt")); /* The output values are on the third column of the file */ samples.setAdvancedColumnSelector("3"); trainer.setDesired(samples); output.addOutputSynapse(trainer); /* We attach the teacher to the network */ nnet.setTeacher(trainer); monitor.setTrainingPatterns(4); /* # of rows in the input file */ monitor.setTotCicles(100000); /* How many times the net must be trained*/ monitor.setLearning(true); /* The net must be trained */ nnet.go(); /* The network starts the training phase */ } @Override public void netStarted(NeuralNetEvent e) { System.out.println("Training..."); } @Override public void cicleTerminated(NeuralNetEvent e) { Monitor mon = (Monitor)e.getSource(); long c = mon.getCurrentCicle(); /* We want print the results every 100 epochs */ if (c % 100 == 0) System.out.println(c + " epochs remaining - RMSE = " + mon.getGlobalError()); } @Override public void netStopped(NeuralNetEvent e) { System.out.println("Training Stopped..."); long mystr = System.currentTimeMillis(); // 初始化當前的系統時間 System.out.println(mystr); saveNeuralNet("d://xor.snet"); // 儲存生成當前時間的myxor.snet神經網路 test(); } public void test(){ NeuralNet xorNNet = this.restoreNeuralNet("D://xor.snet"); if (xorNNet != null) { // we get the output layer Layer output = xorNNet.getOutputLayer(); // we create an output synapse FileOutputSynapse fileOutput = new FileOutputSynapse(); fileOutput.setFileName("d://xor_out.txt"); // we attach the output synapse to the last layer of the NN output.addOutputSynapse(fileOutput); // we run the neural network only once (1 cycle) in recall mode xorNNet.getMonitor().setTotCicles(1); xorNNet.getMonitor().setLearning(false); xorNNet.go(); } } @Override public void errorChanged(NeuralNetEvent e) { Monitor mon = (Monitor) e.getSource();// 得到監控層的資訊 long c = mon.getCurrentCicle(); if (c % 100 == 0) System.out.println("Cycle: " + (mon.getTotCicles() - mon.getCurrentCicle()) + " RMSE:" + mon.getGlobalError()); // 輸出 訓練的次數和 rmse 均方誤差 } public void saveNeuralNet(String fileName) { try { FileOutputStream stream = new FileOutputStream(fileName); ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(stream); out.writeObject(nnet);// 寫入nnet物件 out.close(); } catch (Exception excp) { excp.printStackTrace(); } } NeuralNet restoreNeuralNet(String fileName) { NeuralNetLoader loader = new NeuralNetLoader(fileName); NeuralNet nnet = loader.getNeuralNet(); return nnet; } @Override public void netStoppedError(NeuralNetEvent e, String error) { // TODO Auto-generated method stub } }
程式的輸出結果:
0.0022572691083591304
0.9972511752900466
0.9972455081943005
0.0037839413733784474
和異或的結果一直,訓練的次數約多,結果越接近-------0.1
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