[發(fā)明專利]一種基于模糊優(yōu)化最小最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011317128.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112418312A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃瑋;王雅各;王勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于模糊優(yōu)化最小最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類方法，其特征包括以下步驟：

第1步、對國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)集分為模式分類訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和模式分類測試數(shù)據(jù)集兩部分；

第2步、將模式分類訓(xùn)練數(shù)據(jù)集作為輸入模式；

第3步、模型訓(xùn)練第一階段，執(zhí)行超盒擴(kuò)展過程；

第4步、模型訓(xùn)練第一階段，執(zhí)行超盒重疊測試；

第5步、模型訓(xùn)練第一階段，執(zhí)行超盒收縮過程；

第6步、模型訓(xùn)練第二階段，執(zhí)行超盒優(yōu)化過程；

第7步、對于模式分類測試數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)，作為輸入模式，根據(jù)構(gòu)造出的模糊優(yōu)化最小最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對輸入模式進(jìn)行識別，并輸出模式分類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊優(yōu)化最小最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類方法，其特征在于：第1步中所述的對國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理的具體過程如下：

第1.1步、數(shù)值歸一化：對數(shù)據(jù)集中的每條記錄進(jìn)行使用線性函數(shù)進(jìn)行線性變換，使得結(jié)果映射在0-1之間；

第1.2步、將數(shù)值歸一化后的數(shù)據(jù)集，按5∶5比例進(jìn)行劃分：隨機(jī)選擇50％的數(shù)據(jù)作為模式分類訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，剩下的50％作為模式分類測試數(shù)據(jù)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊優(yōu)化最小最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類方法，其特征在于：第2步中所述的將模式分類訓(xùn)練數(shù)據(jù)集作為輸入模式的具體過程如下：

對于給定的50％的模式分類訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，構(gòu)成了一個(gè)有序?qū)X_h，d_h}；

其中X_h＝(x_h1，x_h2，…，x_hn)∈Iⁿ代表輸入模式，h代表第h個(gè)輸入模式，Iⁿ代表一個(gè)n維的單位空間，x_hn代表第h個(gè)輸入模式的第n維的特征，d_h∈{1，2，…，m}代表m個(gè)類別對應(yīng)的序號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于模糊優(yōu)化最小最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類方法，其特征在于：第3步中所述的執(zhí)行超盒擴(kuò)展過程的具體過程如下：

第3.1步、判斷是否存在超盒：如果不存在超盒，則根據(jù)輸入模式新建超盒，如果存在超盒，執(zhí)行第3.2步；

第3.2步、判斷是否存在同類超盒：如果不存在同類超盒，則根據(jù)輸入模式新建超盒，如果存在同類超盒，執(zhí)行第3.3步；

第3.3步、計(jì)算輸入模式對同類超盒的隸屬度值，選擇隸屬度值最大的超盒作為當(dāng)前獲勝超盒：

根據(jù)如下公式計(jì)算隸屬度值：

其中A_h＝(a_h1，a_h2，…，a_hn)∈Iⁿ是第h個(gè)輸入模式，V_j＝(v_j1，v_j2，…，v_jn)是第j個(gè)超盒B_j的最小點(diǎn)，W_j＝(w_j1，w_j2，…，w_jn)是第j個(gè)超盒B_j的最大點(diǎn)，γ是敏感度系數(shù)，控制隸屬度值使其隨著輸入模式A_h與超盒B_j之間距離的增大而減少；

第3.4步、判斷當(dāng)前獲勝超盒是否滿足擴(kuò)展條件：如果不滿足擴(kuò)展條件，則對該輸入模式新建一個(gè)超盒，如果滿足擴(kuò)展條件，執(zhí)行第3.5步；

超盒擴(kuò)展條件如下：

其中θ∈[0，1]為擴(kuò)展參數(shù)，定義超盒的大小，由用戶定義；

第3.5步、超盒擴(kuò)展：超盒根據(jù)如下公式進(jìn)行擴(kuò)展：

新的超盒最小點(diǎn)為：

其中為超盒擴(kuò)展前的超盒的最小點(diǎn)，為超盒擴(kuò)展后的超盒的最小點(diǎn)；

新的超盒最大點(diǎn)為：

其中為超盒擴(kuò)展前的超盒的最大點(diǎn)，為超盒擴(kuò)展后的超盒的最大點(diǎn)。