Предскажите значения отклика набора тестов при помощи обученной модели нейронной сети регрессии.

Загрузите patients набор данных. Составьте таблицу от набора данных. Каждая строка соответствует одному пациенту, и каждый столбец соответствует диагностической переменной. Используйте Systolic переменная как переменная отклика и остальная часть переменных как предикторы.

load patients
tbl = table(Age,Diastolic,Gender,Height,Smoker,Weight,Systolic);

Разделите данные на набор обучающих данных tblTrain и набор тестов tblTest при помощи нестратифицированного раздела затяжки. Программное обеспечение резервирует приблизительно 30% наблюдений для набора тестовых данных и использует остальную часть наблюдений для обучающего набора данных.

rng("default") % For reproducibility of the partition
c = cvpartition(size(tbl,1),"Holdout",0.30);
trainingIndices = training(c);
testIndices = test(c);
tblTrain = tbl(trainingIndices,:);
tblTest = tbl(testIndices,:);

Обучите модель нейронной сети регрессии использование набора обучающих данных. Задайте Systolic столбец tblTrain как переменная отклика. Задайте, чтобы стандартизировать числовые предикторы. По умолчанию модель нейронной сети имеет один полносвязный слой с 10 выходными параметрами, исключая итоговый полносвязный слой.

Mdl = fitrnet(tblTrain,"Systolic", ...
    "Standardize",true);

Предскажите систолические уровни артериального давления для пациентов в наборе тестов.

predictedY = predict(Mdl,tblTest);

Визуализируйте результаты при помощи графика рассеивания со ссылочной линией. Постройте ожидаемые значения вдоль вертикальной оси и истинные значения отклика вдоль горизонтальной оси. Точки на ссылочной линии указывают на правильные предсказания.

plot(tblTest.Systolic,predictedY,".")
hold on
plot(tblTest.Systolic,tblTest.Systolic)
hold off
xlabel("True Systolic Blood Pressure Levels")
ylabel("Predicted Systolic Blood Pressure Levels")

Поскольку многие точки далеки от ссылочной линии, модель нейронной сети по умолчанию с полносвязным слоем размера 10, кажется, не большой предиктор систолических уровней артериального давления.

Выполните выбор признаков путем сравнения потерь набора тестов и предсказаний. Сравните метрики набора тестов для модели нейронной сети регрессии, обученной с помощью всех предикторов для метрик набора тестов для модели, обученной только с помощью подмножества предикторов.

Загрузите файл примера fisheriris.csv, который содержит ирисовые данные включая длину чашелистика, ширину чашелистика, лепестковую длину, лепестковую ширину и тип разновидностей. Считайте файл в таблицу.

fishertable = readtable('fisheriris.csv');

Разделите данные на набор обучающих данных trainTbl и набор тестов testTbl при помощи нестратифицированного раздела затяжки. Программное обеспечение резервирует приблизительно 30% наблюдений для набора тестовых данных и использует остальную часть наблюдений для обучающего набора данных.

rng("default")
c = cvpartition(size(fishertable,1),"Holdout",0.3);
trainTbl = fishertable(training(c),:);
testTbl = fishertable(test(c),:);

Обучите одну модель нейронной сети регрессии, использующую все предикторы в наборе обучающих данных, и обучите другую модель с помощью всех предикторов кроме PetalWidth. Для обеих моделей задайте PetalLength как переменная отклика, и стандартизируют предикторы.

allMdl = fitrnet(trainTbl,"PetalLength","Standardize",true);
subsetMdl = fitrnet(trainTbl,"PetalLength ~ SepalLength + SepalWidth + Species", ...
    "Standardize",true);

Сравните среднеквадратическую ошибку (MSE) набора тестов этих двух моделей. Меньшие значения MSE указывают на лучшую эффективность.

allMSE = loss(allMdl,testTbl)

allMSE = 0.0831

subsetMSE = loss(subsetMdl,testTbl)

subsetMSE = 0.0884

Для каждой модели сравните, набор тестов предсказал лепестковые длины к истинным лепестковым длинам. Постройте предсказанные лепестковые длины вдоль вертикальной оси и истинные лепестковые длины вдоль горизонтальной оси. Точки на ссылочной линии указывают на правильные предсказания.

tiledlayout(2,1)

% Top axes
ax1 = nexttile;
allPredictedY = predict(allMdl,testTbl);
plot(ax1,testTbl.PetalLength,allPredictedY,".")
hold on
plot(ax1,testTbl.PetalLength,testTbl.PetalLength)
hold off
xlabel(ax1,"True Petal Length")
ylabel(ax1,"Predicted Petal Length")
title(ax1,"All Predictors")

% Bottom axes
ax2 = nexttile;
subsetPredictedY = predict(subsetMdl,testTbl);
plot(ax2,testTbl.PetalLength,subsetPredictedY,".")
hold on
plot(ax2,testTbl.PetalLength,testTbl.PetalLength)
hold off
xlabel(ax2,"True Petal Length")
ylabel(ax2,"Predicted Petal Length")
title(ax2,"Subset of Predictors")

Поскольку обе модели, кажется, выполняют хорошо, с предсказаниями, рассеянными около ссылочной линии, рассматривают использование обученного использования модели всех предикторов кроме PetalWidth.

Смотрите, как слои модели нейронной сети регрессии работают совместно, чтобы предсказать значение отклика для одного наблюдения.

Загрузите файл примера fisheriris.csv, который содержит ирисовые данные включая длину чашелистика, ширину чашелистика, лепестковую длину, лепестковую ширину и тип разновидностей. Считайте файл в таблицу и отобразите первые несколько строк таблицы.

fishertable = readtable('fisheriris.csv');
head(fishertable)

ans=8×5 table
    SepalLength    SepalWidth    PetalLength    PetalWidth     Species  
    ___________    __________    ___________    __________    __________

        5.1           3.5            1.4           0.2        {'setosa'}
        4.9             3            1.4           0.2        {'setosa'}
        4.7           3.2            1.3           0.2        {'setosa'}
        4.6           3.1            1.5           0.2        {'setosa'}
          5           3.6            1.4           0.2        {'setosa'}
        5.4           3.9            1.7           0.4        {'setosa'}
        4.6           3.4            1.4           0.3        {'setosa'}
          5           3.4            1.5           0.2        {'setosa'}

Обучите модель нейронной сети регрессии использование набора данных. Задайте PetalLength переменная как ответ и использование другие числовые переменные как предикторы.

Mdl = fitrnet(fishertable,"PetalLength ~ SepalLength + SepalWidth + PetalWidth");

Выберите пятнадцатое наблюдение из набора данных. Смотрите, как слои нейронной сети берут наблюдение и возвращают предсказанное значение отклика newPointResponse.

newPoint = Mdl.X{15,:}

newPoint = 1×3

    5.8000    4.0000    0.2000

firstFCStep = (Mdl.LayerWeights{1})*newPoint' + Mdl.LayerBiases{1};
reluStep = max(firstFCStep,0);

finalFCStep = (Mdl.LayerWeights{end})*reluStep + Mdl.LayerBiases{end};

newPointResponse = finalFCStep

newPointResponse = 1.6716

Проверяйте, что предсказание совпадает с тем, возвращенным predict объектная функция.

predictedY = predict(Mdl,newPoint)

predictedY = 1.6716

isequal(newPointResponse,predictedY)

ans = logical
   1

Два соответствия результатов.