我在R中尝试使用Boston数据集进行神经网络分析。

data("Boston",package="MASS") data <- Boston

保留我们想要使用的变量：

keeps <- c("crim", "indus", "nox", "rm" , "age", "dis", "tax" ,"ptratio", "lstat" ,"medv" ) data <- data[keeps]

在这种情况下，公式被存储在一个名为f的R对象中。响应变量medv将被“回归”到剩余的九个属性上。我的操作如下：

f <- medv ~ crim + indus + nox + rm + age + dis + tax + ptratio + lstat

为了设置训练样本，从506行数据中不重复地抽取400行，使用sample方法：

set.seed(2016) n = nrow(data) train <- sample(1:n, 400, FALSE)

使用R的neuralnet函数进行拟合。

library(neuralnet)fit<- neuralnet(f, data = data[train ,], hidden=c(10 ,12 ,20),                  algorithm = "rprop+", err.fct = "sse", act.fct = "logistic",                  threshold =0.1, linear.output=TRUE)

但是显示了算法未收敛的警告消息。

警告消息：算法在1次重复中未在stepmax内收敛

尝试使用compute进行预测，

 pred <- compute(fit,data[-train, 1:9])

显示了以下错误消息

Error in nrow[w] * ncol[w] : non-numeric argument to binary operatorIn addition: Warning message:In is.na(weights) : is.na() applied to non-(list or vector) of type 'NULL'

为什么会出现这个错误，以及如何恢复以进行预测？我想在该数据集上使用neuralnet函数。

回答：

当neuralnet未收敛时，结果神经网络是不完整的。你可以通过调用attributes(fit)$names来判断。当训练收敛时，它会看起来像这样：

 [1] "call"                "response"            "covariate"           "model.list"          "err.fct"   [6] "act.fct"             "linear.output"       "data"                "net.result"          "weights"  [11] "startweights"        "generalized.weights" "result.matrix"

当未收敛时，一些属性将不会被定义：

[1] "call"          "response"      "covariate"     "model.list"    "err.fct"       "act.fct"       "linear.output"[8] "data"   

这解释了为什么compute不起作用。

当训练未收敛时，第一个可能的解决方案是增加stepmax（默认值为100000）。你还可以添加lifesign = "full"，以更好地了解训练过程。

此外，看你的代码，我认为三个层分别有10、12和20个神经元太多了。我建议从一个层开始，神经元数量与输入数量相同，在你的情况下是9个。

编辑：

通过缩放（记得缩放训练和测试数据，并对compute结果进行“反缩放”），它会更快地收敛。还要注意，我减少了层数和神经元数量，并且仍然降低了错误阈值。

data("Boston",package="MASS") data <- Bostonkeeps <- c("crim", "indus", "nox", "rm" , "age", "dis", "tax" ,"ptratio", "lstat" ,"medv" ) data <- data[keeps]f <- medv ~ crim + indus + nox + rm + age + dis + tax + ptratio + lstatset.seed(2016) n = nrow(data) train <- sample(1:n, 400, FALSE)# 缩放数据。缩放参数存储在这个矩阵中以便后续使用。scaledData <- scale(data)fit<- neuralnet::neuralnet(f, data = scaledData[train ,], hidden=9,                 algorithm = "rprop+", err.fct = "sse", act.fct = "logistic",                 threshold = 0.01, linear.output=TRUE, lifesign = "full")pred <- neuralnet::compute(fit,scaledData[-train, 1:9])scaledResults <- pred$net.result * attr(scaledData, "scaled:scale")["medv"]                                  + attr(scaledData, "scaled:center")["medv"]cleanOutput <- data.frame(Actual = data$medv[-train],                           Prediction = scaledResults,                           diff = abs(scaledResults - data$medv[-train]))# 显示一些结果summary(cleanOutput)