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1．1 BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練

由于BP網(wǎng)絡(luò)隱層的數(shù)目及隱層神經(jīng)元個(gè)數(shù)的選取尚無(wú)理論上的指導(dǎo)(聞新等，2003)：，試驗(yàn)采用了三層BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即輸入層、隱層和輸出層．隱層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目通過(guò)試驗(yàn)多次對(duì)比網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和收斂速度確定．網(wǎng)絡(luò)采用正切S函數(shù)(即tansig函數(shù))作為網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)函數(shù)．隱層節(jié)點(diǎn)采用1O～20個(gè)神經(jīng)元．網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系數(shù)采用0．005～0．01．網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練次數(shù)為1000次．

1．2建立基礎(chǔ)類庫(kù)

實(shí)際染色工藝中，針對(duì)客戶的不同需求，一般對(duì)深色、一般色及淺色采用不用的染料系列進(jìn)行染色．故本試驗(yàn)中按照實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)深三元采用虹光系列、中三元采用極品系列、淺三元采用京仁系列染料建立分類網(wǎng)絡(luò)．對(duì)于一個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，樣本選取既要能夠代表整體特性，又要反映配色過(guò)程內(nèi)部復(fù)雜的機(jī)理和規(guī)律．試驗(yàn)分別選取單色和拼色進(jìn)行打樣試驗(yàn)，得出樣本值、教師值訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，然后用訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配色．試驗(yàn)結(jié)果對(duì)于單色染色的配方數(shù)據(jù)誤差小，導(dǎo)向性好，而對(duì)于2種或3種混合染料的配色，給出的配方數(shù)據(jù)跟實(shí)際打樣數(shù)據(jù)誤差比較大．原因是在染色過(guò)程中，多種染料之間存在相互作用，如覆蓋、滲透等，而不是簡(jiǎn)單符合理想的加法混色或減法混色．因此，試驗(yàn)采用混色數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使其通過(guò)在學(xué)習(xí)過(guò)程中改變連接權(quán)值自動(dòng)記憶工藝特征，總結(jié)色料混合規(guī)律，對(duì)不同染色工藝進(jìn)行學(xué)習(xí)．基礎(chǔ)類庫(kù)中建立針對(duì)深三元、中三元、淺三元不同類的三拼色方分類表格．由于染色過(guò)程染料上染影響因素復(fù)雜，因此在計(jì)算機(jī)配色算法中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練需要大量的樣本數(shù)據(jù)，樣本數(shù)據(jù)需要涵蓋所有常用配方．試驗(yàn)初期基礎(chǔ)類表格的教師值設(shè)計(jì)在1000種左右．

1．3訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配色

BP網(wǎng)絡(luò)隱層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目確定理論上沒有嚴(yán)格的規(guī)定，對(duì)于復(fù)雜的非線性問(wèn)題，特別針對(duì)染色配色、氣味分辨等感官類問(wèn)題，由于影響因素復(fù)雜，選用的隱層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)確定在10～30個(gè)(2004年神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)國(guó)際年會(huì))．這樣就防止了隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)目過(guò)多而影響網(wǎng)絡(luò)的收斂速度；也防止隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)目過(guò)少引起的網(wǎng)絡(luò)陷入局部極?。ㄟ^(guò)試驗(yàn)，采用12個(gè)樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)的收斂速度如表1所示．

最終試驗(yàn)建立了具有30個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)的BP網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如下：5期董紅安：用于染色的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)配色算法

1．4 BP網(wǎng)絡(luò)樣本數(shù)據(jù)的規(guī)格化處理

訓(xùn)練數(shù)據(jù)的規(guī)格化處理：在BP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，使用的響應(yīng)函數(shù)為對(duì)數(shù)S形函數(shù)，原因是對(duì)數(shù)S形函數(shù)產(chǎn)生的輸出在0～1，滿足染色配方的輸出形式．Sigmoid函數(shù)的形式為f(x)=(1+e)-1．該函數(shù)在=l4時(shí)，f(x)=1．000001；=15時(shí)，f(x)=1．000000．而配色中的樣本數(shù)據(jù)，即色樣的、y、Z三刺激值多數(shù)>15，這樣BP網(wǎng)絡(luò)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)權(quán)值的調(diào)整，因此必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化．在試驗(yàn)BP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)中，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別除以100，使f(x)<1，從而避免了權(quán)值“停滯”現(xiàn)象．