分类与最短移动距离和

发布时间:2023-07-16 18:30

(A,B)---4*4*2---(1,0)(0,1)

\"分类与最短移动距离和_第1张图片\"

用神经网络分类A和B,让A和B都是2*2的矩阵,A中有两个1,B有3个1,有4种情况,分布如图。现在分类这两张图片,让这两张图片不断迭代直到收敛。在收敛误差一致的条件下,收敛199次,统计迭代次数平均值并比较。

231

232

233

234

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

41021.65

41278.9

50037.13

49392.27

4.00E-04

50523.29

50963.42

59956.02

61147.92

3.00E-04

66384.27

66580.06

80493.52

80709.36

2.00E-04

99420.52

99074.09

115141.3

116259.9

1.00E-04

193358.2

192185.9

223930

225974

41

41

43

43

经对比发现231和232的迭代次数和前述实验的41系迭代次数曲线高度重合,而233和234与43系的迭代次数曲线重合。

再一次用移动距离和的假设,

\"\"

把参与分类的A和B中的数字看作是组成A和B的粒子,设分类的过程就是让A和B中的粒子互相交换位置,寻找最短移动路径的过程。而熵与最短移动距离和成正比,迭代次数和熵成反比。

规则汇总

每个粒子移动一次,位置重合不移动,0不动,沿对角线移动距离为1。

首先考虑231的情况

231的A的(0,1)粒子因为位置重合无需移动,(0,0)粒子可以向(1,0),(1,1),(0,1)3个位置移动,按照对角线规则这3种移动方法移动的距离都是1.因此A的移动距离是1.

231的B粒子(0,1)位置重合无需移动,(1,0)粒子无论向(0,0)位或者(0,1)位移动,移动距离都是1.而同样(1,1)粒子的移动距离也是1.因此B粒子的移动距离是2.总的移动距离=1+2=3.这与前面实验得到的41系移动距离相同。因此231和41系的迭代次数曲线重合。

232和231相对A是对称的因此迭代次数相同。

233

233的A中的两个粒子位置全都重合因此无需移动,而B中只有(1,0)位的粒子需要移动,按照对角线规则无论这个粒子向(0,0)或者(0,1)移动,移动的距离都是1,因此总的移动距离为0+1=1.这与前面实验得到的43系的移动距离相同。

同样234和233相对于A是对称的。

再做第二组实验

\"分类与最短移动距离和_第2张图片\"

A中有两个1,B中有3个1.迭代次数如下

235

236

237

238

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

49320.02

40943.28

49640.12

41129.74

4.00E-04

61832.89

50382.39

60254.36

50489.45

3.00E-04

80718.57

66563.88

79499.84

67291.97

2.00E-04

115483.3

98109.73

116572.2

98653.38

1.00E-04

223450.9

191447.6

222403.4

191826.2

43

41

43

41

经对比发现235和237与43系的迭代次数相同,而236和238与41系的迭代次数相同。

再次用移动距离和假设

235

235的A中的全部两个粒子位置都重合,B中也只有(1,1)粒子需要移动,无论向(1,0)还是(0,1)位置移动,移动的距离都是1,因此总的移动距离是1.

237

而237和235相对于A是对称的,因此移动距离也是1.所以235和237与43系的迭代次数曲线重合。

236

A中只有(0,1)粒子需要移动,可以向(0,0)或者(1,1)移动,距离是1.B中(0,0)和(1,1)位置的粒子都需要移动,无论向(1,0)或(0,1)移动距离都是1.因此B的移动距离是2.所以总的距离是3.

238

238和236相对于A对称,因此移动距离都是3,所以和41系曲线重合。

前述实验数据汇总

431

432

433

434

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

49664.99

49837.2

50115.58

49468.1

4.00E-04

61174.29

60516.34

60769.59

60547.6

3.00E-04

79569.04

78832.1

79287.35

80434.3

2.00E-04

116011.4

116304.9

115951.6

115654.2

1.00E-04

224611.3

223524.3

225130.4

225118.7

421

422

423

424

425

426

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

43419.55

43768.71

44255.1

44394.1

43234.73

43197.22

4.00E-04

53934.45

53668.25

54321.85

54310.12

54123.1

53830.5

3.00E-04

70134.04

70128.54

70742.93

71375.41

70132.42

70954.73

2.00E-04

103634.2

104216.6

103698.3

103876

103411.5

102746.2

1.00E-04

200992.7

201399.3

201920.7

201201.3

197448.6

201948.3

411

412

413

414

δ

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

迭代次数n

5.00E-04

41909.38

41784.2

42049.96

41667.75

4.00E-04

51967.94

52190.18

51324.76

51861.47

3.00E-04

67093.26

67083.14

67088.89

66872.62

2.00E-04

98633.1

98606.23

101325.4

99056.68

1.00E-04

192559.2

193504.3

194800.3

192974.1

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