简单的神经网络模型java版本
代码参考http://blog.csdn.net/luxiaoxun/article/details/7649945，原文是个c++，输入二进制输出对应的十进制；学习后，用java重写了下。
程序描述：输入小写的abcdefghi，会输出它的大写形式
代码中每行第一次出现//后的内容是原c++程序的注释，
eg：在void main（）中定义char m='a',会输出A；
package cn.kelaile.ocr;
public class Bpneuralnettest {
public staticint innode= 4 ;//输入结点数
public staticinthidenode= 10;//隐含结点数
public staticint outnode= 1 ;//输出结点数
public staticint trainsample=8;//BP训练样本数
public staticdouble [][]w=newdouble [innode][hidenode];//隐含结点权值
public staticdouble [][]w1=newdouble[hidenode][outnode];//输出结点权值
public staticdouble []b1=newdouble[hidenode];//隐含结点阀值
public staticdouble []b2=newdouble[outnode];//输出结点阀值
public staticdoublerate_w;//权值学习率（输入层-隐含层)
public staticdoublerate_w1;//权值学习率 (隐含层-输出层)
public staticdoublerate_b1;//隐含层阀值学习率
public staticdoublerate_b2;//输出层阀值学习率
public staticdoublee;//误差计算
public staticdoubleerror;//允许的最大误差
public staticdouble []result=newdouble[outnode];//Bp输出
public staticdouble [] pattern(charpp){
if(pp=='a'){
double []p={0,0,0,0};
returnp;
}else if(pp=='b'){
double []p={0,0,1,0};
returnp;
}else if(pp=='c'){
double []p={0,1,0,0};
returnp;
}else if(pp=='d'){
double []p={0,1,1,0};
returnp;
}else if(pp=='e'){
double []p={1,0,0,0};
returnp;
}else if(pp=='f'){
double []p={1,0,1,0};
returnp;
}else if(pp=='g'){
double []p={1,1,0,0};
returnp;
}else if(pp=='h'){
double []p={1,1,1,0};
returnp;
}else if(pp=='i'){
double []p={1,1,1,1};
returnp;
}else{
System.out.println("参数为abcdefgh");
returnnull;
}
}
public staticdouble [] recognize(charpp)
{
double []x=newdouble [innode];//输入向量
double []x1=newdouble[hidenode];//隐含结点状态值
double []x2=newdouble[outnode];//输出结点状态值
double []o1=newdouble[hidenode];//隐含层激活值
double []o2=newdouble[hidenode];//输出层激活值
double []p=pattern(pp);
for(inti=0;i<innode;i++)
x[i]=p[i];
for(intj=0;j<hidenode;j++)
{
o1[j]=0.0;
for(inti=0;i<innode;i++)
o1[j]=o1[j]+w[i][j]*x[i];//隐含层各单元激活值
x1[j]=1.0/(1.0+Math.pow(Math.E, -o1[j]-b1[j]));//隐含层各单元输出
//if(o1[j]+b1[j]>0) x1[j]=1;
// else x1[j]=0;
}
for(intk=0;k<outnode;k++)
{
o2[k]=0.0;
for(intj=0;j<hidenode;j++)
o2[k]=o2[k]+w1[j][k]*x1[j];//输出层各单元激活值
x2[k]=1.0/(1.0+Math.pow(Math.E, (-o2[k]-b2[k])));//输出层各单元输出
//if(o2[k]+b2[k]>0) x2[k]=1;
//else x2[k]=0;
}
for(intk=0;k<outnode;k++)
{
result[k]=x2[k];
}
return result;
}
public staticvoid train(double [][]p,double [][]t)
{
double []pp=newdouble[hidenode];//隐含结点的校正误差
double []qq=newdouble[outnode];//希望输出值与实际输出值的偏差
double []yd=newdouble[outnode];//希望输出值
double []x=newdouble[innode];//输入向量
double []x1=newdouble[hidenode];//隐含结点状态值
double []x2=newdouble[outnode];//输出结点状态值
double []o1=newdouble[hidenode];//隐含层激活值
double []o2=newdouble[hidenode];//输出层激活值
for(intisamp=0;isamp<trainsample;isamp++)//循环训练一次样品
{
for(inti=0;i<innode;i++)
x[i]=p[isamp][i];//输入的样本
for(inti=0;i<outnode;i++)
yd[i]=t[isamp][i];//期望输出的样本
//构造每个样品的输入和输出标准
for(intj=0;j<hidenode;j++)
{
o1[j]=0.0;
for(inti=0;i<innode;i++)
o1[j]=o1[j]+w[i][j]*x[i];//隐含层各单元输入激活值
x1[j]=1.0/(1+Math.pow(Math.E, (-o1[j]-b1[j])));//隐含层各单元的输出
// if(o1[j]+b1[j]>0) x1[j]=1;
//else x1[j]=0;
}
for(intk=0;k<outnode;k++)
{
o2[k]=0.0;
for(intj=0;j<hidenode;j++)
o2[k]=o2[k]+w1[j][k]*x1[j];//输出层各单元输入激活值
x2[k]=1.0/(1.0+Math.pow(Math.E, (-o2[k]-b2[k])));//输出层各单元输出//这里就是用到sigmod函数了
// if(o2[k]+b2[k]>0) x2[k]=1;
// else x2[k]=0;
}
for(intk=0;k<outnode;k++)
{
qq[k]=(yd[k]-x2[k])*x2[k]*(1-x2[k]);//希望输出与实际输出的偏差//用y表示simod函数，可知道y‘=y（1-y），这个自己推导下就知道了
for(intj=0;j<hidenode;j++)
w1[j][k]+=rate_w1*qq[k]*x1[j]; //下一次的隐含层和输出层之间的新连接权
}
for(intj=0;j<hidenode;j++)
{
pp[j]=0.0;
for(intk=0;k<outnode;k++)
pp[j]=pp[j]+qq[k]*w1[j][k];
pp[j]=pp[j]*x1[j]*(1-x1[j]);//隐含层的校正误差
for(inti=0;i<innode;i++)
w[i][j]+=rate_w*pp[j]*x[i];//下一次的输入层和隐含层之间的新连接权
}
for(intk=0;k<outnode;k++)
{
e+=Math.abs(yd[k]-x2[k])*Math.abs(yd[k]-x2[k]);//计算均方差
}
error=e/2.0;
for(intk=0;k<outnode;k++)
b2[k]=b2[k]+rate_b2*qq[k];//下一次的隐含层和输出层之间的新阈值//这个就是调整权值很常用的求法或者建模方法了，hash映射时候也是这么求的。
for(intj=0;j<hidenode;j++)
b1[j]=b1[j]+rate_b1*pp[j];//下一次的输入层和隐含层之间的新阈值
}
}
//输入样本
public staticdouble [][]X= {
{0,0,0,0},{0,0,1,0},{0,1,0,0},{0,1,1,0},{1,0,0,0},{1,0,1,0},{1,1,0,0},{1,1,1,0},{1,1,1,1}
};
public static String[]Sample={"ABCDEFGH"
};
//期望输出样本
public staticdouble [][]Y={
{0},{0.125},{0.250},{0.375},{0.500},{0.625},{0.850},{0.975},{1.0000}
};
public staticvoid winit(doublew[],intn)//权值初始化
{
for(inti=0;i<n;i++)
w[i]=(2.0*(double)Math.random())-1;
}
public staticvoid winit(doublew[][],intn)//权值初始化
{
for(intj=0;j<w.length;j++){
for(inti=0;i<w[j].length;i++){
w[j][i]=(2.0*(double)Math.random())-1;
}
}
}
public staticvoid init(){
winit(w,innode*hidenode);
winit(w1,hidenode*outnode);
winit(b1,hidenode);
winit(b2,outnode);
}
public static void main(String[]args) {
// TODO Auto-generated method stub
error= 1.0;
e=0.0f;
rate_w= 0.9; //权值学习率（输入层--隐含层)
rate_w1= 0.9;//权值学习率 (隐含层--输出层)
rate_b1= 0.9; //隐含层阀值学习率
rate_b2= 0.9; //输出层阀值学习率
init();
int times=0;
while(error>0.0001)
{
e=0.0;
times++;
train(X,Y);
System.out.println("Times="+times+" error="+error);
}
System.out.println("trainning complete...");
char m='f';
double[] r=recognize(m);
for(inti=0;i<outnode;++i){
System.out.println(result[i]+" ");
}
double [][]cha=newdouble[trainsample][outnode];
double mi=100;
int index=99999;
for(inti=0;i<trainsample;i++)
{
for(intj=0;j<outnode;j++)
{
//找差值最小的那个样本
cha[i][j]=(double)(Math.abs(Y[i][j]-result[j]));
if(cha[i][j]<mi)
{
mi=cha[i][j];
index=i;
}
}
}
System.out.println(m);
String res="ABCDEFGHI";
char[] ch = res.toCharArray();
System.out.println(" is "+ch[index]);
}
}
