rbf神经网络代码
时间: 2025-06-17 09:49:29 浏览: 8
### RBF神经网络的代码实现示例
以下是一个简单的RBF神经网络的Python代码实现。该实现包括了数据生成、模型训练和预测功能。
```python
import numpy as np
from scipy.spatial.distance import cdist
class RBFNetwork:
def __init__(self, num_centers, num_outputs):
self.num_centers = num_centers # 隐含层中心数量
self.num_outputs = num_outputs # 输出层节点数量
def _initialize_centers(self, X, kmeans_iter=10):
# 使用k-means算法初始化隐含层中心
from sklearn.cluster import KMeans
kmeans = KMeans(n_clusters=self.num_centers, max_iter=kmeans_iter).fit(X)
self.centers = kmeans.cluster_centers_
self.sigmas = np.zeros(self.num_centers)
for i in range(self.num_centers):
distances = np.linalg.norm(X - self.centers[i], axis=1)
self.sigmas[i] = np.std(distances)
def radial_basis_function(self, X):
# 计算径向基函数值
return np.exp(-cdist(X, self.centers)**2 / (2 * self.sigmas**2))
def fit(self, X, y):
# 初始化隐含层中心和宽度参数
self._initialize_centers(X)
# 计算径向基函数值矩阵
radial_values = self.radial_basis_function(X)
# 使用最小二乘法计算输出层权重
self.weights = np.linalg.inv(radial_values.T @ radial_values) @ radial_values.T @ y
def predict(self, X):
# 预测新输入的输出值
radial_values = self.radial_basis_function(X)
return radial_values @ self.weights
# 示例:使用RBF神经网络进行回归任务
if __name__ == "__main__":
# 生成示例数据
X = np.linspace(-1, 1, 100).reshape(-1, 1)
y = np.sin(2 * np.pi * X).flatten()
# 创建并训练RBF网络
rbf_network = RBFNetwork(num_centers=10, num_outputs=1)
rbf_network.fit(X, y)
# 进行预测
predictions = rbf_network.predict(X)
# 打印部分结果
print("前5个预测值:", predictions[:5])
```
上述代码展示了如何构建一个简单的RBF神经网络,并通过k-means算法选择隐含层中心,同时利用径向基函数计算输入与中心的距离[^1]。此外,输出层权重通过最小二乘法求解,从而完成对目标函数的逼近。
### 注意事项
在实际应用中,可以根据具体问题调整隐含层中心的数量、宽度参数以及训练方法等,以进一步优化网络性能。
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