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模式识别与智能计算的MATLAB实现
1.5.3.1 3.3.1 RBF的结构与学习算法
3.3.1 RBF的结构与学习算法

RBF网络由两层组成,第一层为隐含的径向基层,第二层为输出线性层,其网络结构如图3.3所示。

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图3.3 RBF网络结构

径向基函数是径向对称的,最常用的是高斯函数。

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其中,x是m维输入向量;ci是第i个基函数的中心;σi是第i个基函数的方差;p是感知单元的个数;‖x-ci2是向量x-ci的范数。

从图中可看出,RBF网络的输入层实现从x→Ri(x)的非线性映射,输出层实现从Ri(x)→yk的线性映射,即

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其中,q是输出节点数。

从理论上讲,RBF网络可以逼近任何非线性函数。

RBF人工神经网络的学习算法包含以下几步:

①初始化。对连接权重w、各神经元的中心参数c、宽度向量σ等参数按一定的方式进行初始化,并给定α和η的取值。

②计算隐含层的输出。利用高斯函数计算隐含层的输出。

③计算输出层神经元的输出。利用下式求出输出层神经元的输出,即

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④误差调整。对各初始化值,根据下列公式进行迭代计算,以自适应调节到最佳值,即

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其中,wkj(t)为第k个输出层神经元与第j个隐含层神经元之间在第t次的迭代计算时的调节权重;cji(t)为第j个隐含层对应于第i个输入层神经元在第t次迭代计算时的中心分量;σji(t)为与中心cji(t)对应的宽度;η为学习因子;E为RBF神经网络误差函数,计算公式为

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其中,Olk为第k个输出层神经元在第l个输入样本时的期望输出值;ylk为第k个输出层神经元在第l个输入样本时的网络输出值。

⑤当误差达到最小时,迭代结束,计算输出,否则转到第②步。