简单易学的机器学习算法——极限学习机(ELM)
时间:2022-05-04
本文章向大家介绍简单易学的机器学习算法——极限学习机(ELM),主要内容包括一、极限学习机的概念、二、极限学习机的原理、三、实验、基本概念、基础应用、原理机制和需要注意的事项等,并结合实例形式分析了其使用技巧,希望通过本文能帮助到大家理解应用这部分内容。
一、极限学习机的概念
极限学习机(Extreme Learning Machine) ELM,是由黄广斌提出来的求解单隐层神经网络的算法。
ELM最大的特点是对于传统的神经网络,尤其是单隐层前馈神经网络(SLFNs),在保证学习精度的前提下比传统的学习算法速度更快。
二、极限学习机的原理
ELM是一种新型的快速学习算法,对于单隐层神经网络,ELM可以随机初始化输入权重和偏置并得到相应的输出权重。
三、实验
我们使用《简单易学的机器学习算法——Logistic回归》中的实验数据。
原始数据集
我们采用统计错误率的方式来评价实验的效果,其中错误率公式为:
对于这样一个简单的问题,
MATLAB代码
主程序
%% 主函数,二分类问题
%导入数据集
A = load('testSet.txt');
data = A(:,1:2);%特征
label = A(:,3);%标签
[N,n] = size(data);
L = 100;%隐层节点个数
m = 2;%要分的类别数
%--初始化权重和偏置矩阵
W = rand(n,L)*2-1;
b_1 = rand(1,L);
ind = ones(N,1);
b = b_1(ind,:);%扩充成N*L的矩阵
tempH = data*W+b;
H = g(tempH);%得到H
%对输出做处理
temp_T=zeros(N,m);
for i = 1:N
if label(i,:) == 0
temp_T(i,1) = 1;
else
temp_T(i,2) = 1;
end
end
T = temp_T*2-1;
outputWeight = pinv(H)*T;
%--画出图形
x_1 = data(:,1);
x_2 = data(:,2);
hold on
for i = 1 : N
if label(i,:) == 0
plot(x_1(i,:),x_2(i,:),'.g');
else
plot(x_1(i,:),x_2(i,:),'.r');
end
end
output = H * outputWeight;
%---计算错误率
tempCorrect=0;
for i = 1:N
[maxNum,index] = max(output(i,:));
index = index-1;
if index == label(i,:);
tempCorrect = tempCorrect+1;
end
end
errorRate = 1-tempCorrect./N;
激活函数
function [ H ] = g( X )
H = 1 ./ (1 + exp(-X));
end
黄老师提供的极限学习机的代码:点击打开链接
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