- android - 多次调用 OnPrimaryClipChangedListener
- android - 无法更新 RecyclerView 中的 TextView 字段
- android.database.CursorIndexOutOfBoundsException : Index 0 requested, 光标大小为 0
- android - 使用 AppCompat 时,我们是否需要明确指定其 UI 组件(Spinner、EditText)颜色
我必须为学校项目创建一个 OCR 程序,因此我开始在维基百科的帮助下创建一个反向传播算法。为了训练我的网络,我使用了几天前提取的 MNIST 数据库,这样我就有了真实的图像文件。但现在误差始终约为 237,训练一段时间后,误差和权重都变为 NaN。我的代码有什么问题?
A screenshot of my images folder
这是我的主类(class),它将训练我的网络:
package de.Marcel.NeuralNetwork;
import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
public class OCR {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// create network
NeuralNetwork net = new NeuralNetwork(784, 450, 5, 0.2);
// load Images
File file = new File("images");
int images= 0;
double error = 0;
for (File f : file.listFiles()) {
BufferedImage image = ImageIO.read(f);
int t = -1;
double[] pixels = new double[784];
for (int x = 0; x < image.getWidth(); x++) {
for (int y = 0; y < image.getHeight(); y++) {
t++;
Color c = new Color(image.getRGB(x, y));
if (c.getRed() == 0 && c.getGreen() == 0 && c.getBlue() == 0) {
pixels[t] = 1;
} else if (c.getRed() == 255 && c.getGreen() == 255 && c.getBlue() == 255) {
pixels[t] = 0;
}
}
}
try {
if (f.getName().startsWith("1")) {
net.learn(pixels, new double[] { 1, 0, 0, 0, 0 });
error += net.getError();
images++;
} else if (f.getName().startsWith("2")) {
net.learn(pixels, new double[] { 0, 1, 0, 0, 0 });
error += net.getError();
images++;
} else if (f.getName().startsWith("3")) {
net.learn(pixels, new double[] { 0, 0, 1, 0, 0 });
error += net.getError();
images++;
} else if (f.getName().startsWith("4")) {
net.learn(pixels, new double[] { 0, 0, 0, 1, 0 });
error += net.getError();
images++;
} else if (f.getName().startsWith("5")) {
net.learn(pixels, new double[] { 0, 0, 0, 0, 1 });
error += net.getError();
images++;
} else if (f.getName().startsWith("6")) {
break;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
error = error / iterations;
System.out.println("Trained images: " + images);
System.out.println("Error: " + error);
//save
System.out.println("Save");
try {
net.saveNetwork("network.nnet");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
...这是我的神经元类(class):
package de.Marcel.NeuralNetwork;
public class Neuron {
private double input, output;
public Neuron () {
}
public void setInput(double input) {
this.input = input;
}
public void setOutput(double output) {
this.output = output;
}
public double getInput() {
return input;
}
public double getOutput() {
return output;
}
}
...最后是我的神经网络
package de.Marcel.NeuralNetwork;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.util.Random;
public class NeuralNetwork {
private Neuron[] inputNeurons, hiddenNeurons, outputNeurons;
private double[] weightMatrix1, weightMatrix2;
private double learningRate, error;
public NeuralNetwork(int inputCount, int hiddenCount, int outputCount, double learningRate) {
this.learningRate = learningRate;
// create Neurons
// create Input
this.inputNeurons = new Neuron[inputCount];
for (int i = 0; i < inputCount; i++) {
this.inputNeurons[i] = new Neuron();
}
// createHidden
this.hiddenNeurons = new Neuron[hiddenCount];
for (int i = 0; i < hiddenCount; i++) {
this.hiddenNeurons[i] = new Neuron();
}
// createOutput
this.outputNeurons = new Neuron[outputCount];
for (int i = 0; i < outputCount; i++) {
this.outputNeurons[i] = new Neuron();
}
// create weights
Random random = new Random();
// weightMatrix1
this.weightMatrix1 = new double[inputCount * hiddenCount];
for (int i = 0; i < inputCount * hiddenCount; i++) {
this.weightMatrix1[i] = (random.nextDouble() * 2 - 1) / 0.25;
}
// weightMatrix2
this.weightMatrix2 = new double[hiddenCount * outputCount];
for (int i = 0; i < hiddenCount * outputCount; i++) {
this.weightMatrix2[i] = (random.nextDouble() * 2 - 1) / 0.25;
}
}
public void calculate(double[] input) throws Exception {
// verfiy input length
if (input.length == inputNeurons.length) {
// forwardPropagation
// set input array as input and output of input neurons
for (int i = 0; i < input.length; i++) {
inputNeurons[i].setInput(input[i]);
inputNeurons[i].setOutput(input[i]);
}
// calculate output of hiddenNeurons
for (int h = 0; h < hiddenNeurons.length; h++) {
Neuron hNeuron = hiddenNeurons[h];
double totalInput = 0;
// sum up totalInput of Neuron
for (int i = 0; i < inputNeurons.length; i++) {
Neuron iNeuron = inputNeurons[i];
totalInput += iNeuron.getOutput() * weightMatrix1[h * inputNeurons.length + i];
}
// set input
hNeuron.setInput(totalInput);
// calculate output by applying sigmoid
double calculatedOutput = sigmoid(totalInput);
// set output
hNeuron.setOutput(calculatedOutput);
}
// calculate output of outputNeurons
for (int o = 0; o < outputNeurons.length; o++) {
Neuron oNeuron = outputNeurons[o];
double totalInput = 0;
// sum up totalInput of Neuron
for (int h = 0; h < hiddenNeurons.length; h++) {
Neuron hNeuron = hiddenNeurons[h];
totalInput += hNeuron.getOutput() * weightMatrix2[o * hiddenNeurons.length + h];
}
// set input
oNeuron.setInput(totalInput);
// calculate output by applying sigmoid
double calculatedOutput = sigmoid(totalInput);
// set output
oNeuron.setOutput(calculatedOutput);
}
} else {
throw new Exception("[NeuralNetwork] input array is either too small or to big");
}
}
public void learn(double[] input, double[] output) throws Exception {
double partialOutput = 0;
// verfiy input length
if (input.length == inputNeurons.length) {
// forwardPropagation
// set input array as input and output of input neurons
for (int i = 0; i < input.length; i++) {
inputNeurons[i].setInput(input[i]);
inputNeurons[i].setOutput(input[i]);
}
// calculate output of hiddenNeurons
for (int h = 0; h < hiddenNeurons.length; h++) {
Neuron hNeuron = hiddenNeurons[h];
double totalInput = 0;
// sum up totalInput of Neuron
for (int i = 0; i < inputNeurons.length; i++) {
Neuron iNeuron = inputNeurons[i];
totalInput += iNeuron.getOutput() * weightMatrix1[h * inputNeurons.length + i];
}
// set input
hNeuron.setInput(totalInput);
// calculate output by applying sigmoid
double calculatedOutput = sigmoid(totalInput);
// set output
hNeuron.setOutput(calculatedOutput);
}
// calculate output of outputNeurons
for (int o = 0; o < outputNeurons.length; o++) {
Neuron oNeuron = outputNeurons[o];
double totalInput = 0;
// sum up totalInput of Neuron
for (int h = 0; h < hiddenNeurons.length; h++) {
Neuron hNeuron = hiddenNeurons[h];
totalInput += hNeuron.getOutput() * weightMatrix2[o * hiddenNeurons.length + h];
}
// set input
oNeuron.setInput(totalInput);
// calculate output by applying sigmoid
double calculatedOutput = sigmoid(totalInput);
// set output
oNeuron.setOutput(calculatedOutput);
}
// backPropagation
double totalError = 0;
// calculate weights in matrix2
for (int h = 0; h < hiddenNeurons.length; h++) {
Neuron hNeuron = hiddenNeurons[h];
for (int o = 0; o < outputNeurons.length; o++) {
Neuron oNeuron = outputNeurons[o];
// calculate weight
double delta = learningRate * derivativeSigmoid(oNeuron.getInput())
* (output[o] - oNeuron.getOutput()) * hNeuron.getOutput();
// set new weight
weightMatrix2[h + o * hiddenNeurons.length] = weightMatrix2[h + o * hiddenNeurons.length] + delta;
// update partial output
partialOutput += (derivativeSigmoid(oNeuron.getInput()) * (output[o] - oNeuron.getOutput())
* weightMatrix2[h + o * hiddenNeurons.length]);
//calculate error
totalError += Math.pow((output[o] - oNeuron.getOutput()), 2);
}
}
//set error
this.error = 0.5 * totalError;
// calculate weights in matrix1
for (int i = 0; i < inputNeurons.length; i++) {
Neuron iNeuron = inputNeurons[i];
for (int h = 0; h < hiddenNeurons.length; h++) {
Neuron hNeuron = hiddenNeurons[h];
// calculate weight
double delta = learningRate * derivativeSigmoid(hNeuron.getInput()) * partialOutput
* (iNeuron.getOutput());
// set new weight
weightMatrix1[i + h * inputNeurons.length] = weightMatrix1[i + h * inputNeurons.length] + delta;
}
}
} else {
throw new Exception("[NeuralNetwork] input array is either too small or to big");
}
}
// save Network
public void saveNetwork(String fileName) throws Exception {
File file = new File(fileName);
FileWriter writer = new FileWriter(file);
writer.write("weightmatrix1:");
writer.write(System.lineSeparator());
// write weightMatrix1
for (double d : weightMatrix1) {
writer.write(d + "-");
}
writer.write(System.lineSeparator());
writer.write("weightmatrix2:");
writer.write(System.lineSeparator());
// write weightMatrix2
for (double d : weightMatrix2) {
writer.write(d + "-");
}
// save
writer.close();
}
// sigmoid function
private double sigmoid(double input) {
return Math.exp(input * (-1));
}
private double derivativeSigmoid(double input) {
return sigmoid(input) * (1 - sigmoid(input));
}
public double getError() {
return error;
}
}
最佳答案
看起来你的 sigmoid 函数不正确。它应该是 1/(1+exp(-x))。
如果您仍然遇到 NaN 错误,可能是因为使用该函数本身可能有点大材小用,尤其是对于大数字(即小于 -10 和大于 10 的数字)。
使用预先计算的 sigmoid(x) 值数组可能会避免较大数据集出现此问题,并且还有助于程序更高效地运行。
希望这有帮助!
关于java - 神经网络: Backpropagation not working (Java),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/41778473/
我正在编写一个具有以下签名的 Java 方法。 void Logger(Method method, Object[] args); 如果一个方法(例如 ABC() )调用此方法 Logger,它应该
我是 Java 新手。 我的问题是我的 Java 程序找不到我试图用作的图像文件一个 JButton。 (目前这段代码什么也没做,因为我只是得到了想要的外观第一的)。这是我的主课 代码: packag
好的,今天我在接受采访,我已经编写 Java 代码多年了。采访中说“Java 垃圾收集是一个棘手的问题,我有几个 friend 一直在努力弄清楚。你在这方面做得怎么样?”。她是想骗我吗?还是我的一生都
我的 friend 给了我一个谜语让我解开。它是这样的: There are 100 people. Each one of them, in his turn, does the following
如果我将使用 Java 5 代码的应用程序编译成字节码,生成的 .class 文件是否能够在 Java 1.4 下运行? 如果后者可以工作并且我正在尝试在我的 Java 1.4 应用程序中使用 Jav
有关于why Java doesn't support unsigned types的问题以及一些关于处理无符号类型的问题。我做了一些搜索,似乎 Scala 也不支持无符号数据类型。限制是Java和S
我只是想知道在一个 java 版本中生成的字节码是否可以在其他 java 版本上运行 最佳答案 通常,字节码无需修改即可在 较新 版本的 Java 上运行。它不会在旧版本上运行,除非您使用特殊参数 (
我有一个关于在命令提示符下执行 java 程序的基本问题。 在某些机器上我们需要指定 -cp 。 (类路径)同时执行java程序 (test为java文件名与.class文件存在于同一目录下) jav
我已经阅读 StackOverflow 有一段时间了,现在我才鼓起勇气提出问题。我今年 20 岁,目前在我的家乡(罗马尼亚克卢日-纳波卡)就读 IT 大学。足以介绍:D。 基本上,我有一家提供簿记应用
我有 public JSONObject parseXML(String xml) { JSONObject jsonObject = XML.toJSONObject(xml); r
我已经在 Java 中实现了带有动态类型的简单解释语言。不幸的是我遇到了以下问题。测试时如下代码: def main() { def ks = Map[[1, 2]].keySet()
一直提示输入 1 到 10 的数字 - 结果应将 st、rd、th 和 nd 添加到数字中。编写一个程序,提示用户输入 1 到 10 之间的任意整数,然后以序数形式显示该整数并附加后缀。 public
我有这个 DownloadFile.java 并按预期下载该文件: import java.io.*; import java.net.URL; public class DownloadFile {
我想在 GUI 上添加延迟。我放置了 2 个 for 循环,然后重新绘制了一个标签,但这 2 个 for 循环一个接一个地执行,并且标签被重新绘制到最后一个。 我能做什么? for(int i=0;
我正在对对象 Student 的列表项进行一些测试,但是我更喜欢在 java 类对象中创建硬编码列表,然后从那里提取数据,而不是连接到数据库并在结果集中选择记录。然而,自从我这样做以来已经很长时间了,
我知道对象创建分为三个部分: 声明 实例化 初始化 classA{} classB extends classA{} classA obj = new classB(1,1); 实例化 它必须使用
我有兴趣使用 GPRS 构建车辆跟踪系统。但是,我有一些问题要问以前做过此操作的人: GPRS 是最好的技术吗?人们意识到任何问题吗? 我计划使用 Java/Java EE - 有更好的技术吗? 如果
我可以通过递归方法反转数组,例如:数组={1,2,3,4,5} 数组结果={5,4,3,2,1}但我的结果是相同的数组,我不知道为什么,请帮助我。 public class Recursion { p
有这样的标准方式吗? 包括 Java源代码-测试代码- Ant 或 Maven联合单元持续集成(可能是巡航控制)ClearCase 版本控制工具部署到应用服务器 最后我希望有一个自动构建和集成环境。
我什至不知道这是否可能,我非常怀疑它是否可能,但如果可以,您能告诉我怎么做吗?我只是想知道如何从打印机打印一些文本。 有什么想法吗? 最佳答案 这里有更简单的事情。 import javax.swin
我是一名优秀的程序员,十分优秀!