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遇到 newff 报错时,应该如何解决?

MATLAB中的newff函数用于创建前馈神经网络,当遇到错误时,理解和解决问题可能较为复杂,以下将详细解释newff函数的常见错误及其解决方法,并提供常见问题的FAQs。

一、newff函数

遇到 newff 报错时,应该如何解决?-图1
(图片来源网络,侵权删除)

newff是MATLAB中用于创建前馈神经网络的函数,其基本语法如下:

net = newff(P, T, hiddenLayerSize)

P:输入矩阵。

T:目标矩阵。

hiddenLayerSize:隐藏层神经元数目。

二、常见错误及解决方法

1、错误1:输入和目标维度不匹配

遇到 newff 报错时,应该如何解决?-图2
(图片来源网络,侵权删除)

错误信息示例:

   Error using network/subsasgn (line 375)
   Subscripted assignment dimension mismatch.

原因:

输入矩阵P 和目标矩阵T 的行数不匹配,每一行的输入应该对应一个目标输出。

解决方法:

确保size(P, 1) == size(T, 1)

   P = [1 2 3; 4 5 6]; % 2x3 matrix
   T = [1; 0]; % 2x1 matrix
   net = newff(P, T, 10);

2、错误2:隐藏层神经元数目为非正整数

遇到 newff 报错时,应该如何解决?-图3
(图片来源网络,侵权删除)

错误信息示例:

   Error using newff
   Hidden layer size must be a positive integer.

原因:

隐藏层神经元数目必须是一个正整数。

解决方法:

确保hiddenLayerSize 是一个正整数。

   net = newff(P, T, 10); % Correct
   net = newff(P, T, 5); % Error: Negative number

3、错误3:输入矩阵包含NaN或Inf值

错误信息示例:

   Error using newff
   Input matrix contains NaN or Inf values.

原因:

输入矩阵P 包含无效值(NaN或Inf)。

解决方法:

检查并清理数据,去除NaN或Inf值。

   P(isnan(P) | isinf(P)) = []; % Remove rows with NaN or Inf values

4、错误4:目标矩阵包含类别数据

错误信息示例:

   Error using newff
   Target matrix contains categorical data.

原因:

目标矩阵T 包含分类数据,而神经网络需要数值型目标数据。

解决方法:

将分类数据转换为数值型,可以使用独热编码(OneHot Encoding):

   T = categorical2numeric(T); % Convert categorical to numeric

5、错误5:输入矩阵和目标矩阵为空

错误信息示例:

   Error using newff
   Input and target matrices must not be empty.

原因:

输入矩阵P 或目标矩阵T 为空。

解决方法:

确保输入和目标矩阵包含足够的数据。

   P = [1 2 3; 4 5 6]; % Nonempty input matrix
   T = [1; 0]; % Nonempty target matrix
   net = newff(P, T, 10);

三、实例分析与代码演示

以下是一个创建简单前馈神经网络的完整示例,包括数据准备和网络创建过程:

% 生成示例数据
P = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; % 3x3 input matrix
T = [1; 0; 1]; % 3x1 target matrix
% 创建前馈神经网络,设置隐藏层神经元数目为5
net = newff(P, T, 5);
% 查看网络结构
view(net)

四、常见问题FAQs

问题1:如何更改newff函数创建的神经网络的结构?

回答: 你可以通过修改newff 函数的参数来更改神经网络的结构,主要可调整的参数包括输入矩阵P、目标矩阵T 和隐藏层神经元数目hiddenLayerSize,你还可以使用其他函数如cascadeforwardnet,patternnet 等创建不同结构的神经网络,具体取决于你的需求。

% 使用更多的隐藏层
net = newcf(P, T, [10, 5]); % Two hidden layers with 10 and 5 neurons respectively

问题2:为什么newff函数在某些情况下会很慢?

回答:newff 函数的性能可能受到多个因素的影响,包括但不限于数据量、网络复杂度和硬件性能,以下是一些优化建议:

减少数据量: 如果数据量过大,可以考虑减少训练样本或使用数据采样技术。

简化网络结构: 减少隐藏层神经元数目或隐藏层数量。

使用批处理: 通过设置net.performFcn 属性为'mse' 和使用批处理模式进行训练,可以提高训练速度

  net.performFcn = 'mse'; % Mean Squared Error
  net.trainFcn = 'traingd'; % Gradient Descent with momentum backpropagation
  net = train(net, P, T);
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