神经网络调参训练集噪音比例对网络性能的影响

这次用于实验训练集噪音比例对网络性能的影响,网络结构81*60*2,训练集用的是mnist的训练集的0和1,测试集用的mnist的测试集的0和1,学习率固定位0.1,batchsize=20,试验了训练集噪音比例从0%,5%,10%,15%,20%,30%,40%,50%的网络,得到的结果:


网络结构 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2
训练集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集
测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集
学习率 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1
batchsize z=20 z=20 z=20 z=20 z=20 z=20 z=20 z=20
* it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000
平均值 0.894205 0.870719 0.881031 0.879092 0.858657 0.854163 0.838032 0.676301
标准差 0.019669 0.035999 0.02457 0.014483 0.029322 0.066959 0.06047 0.159156
最大值 0.913907 0.905866 0.91438 0.895932 0.885998 0.9035 0.890728 0.86755
训练集噪音比例 zx=0 zx=5 zx=10 zx=15 zx=20 zx=30 zx=40 zx=50
测试集噪音比例 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0


从结果看训练集加噪音不如不加,最好的情况是加10%噪音得到的结果接近不加噪音的0.89,这个结果表明甚至训练集只有两张图片的情况下也可以通过加随机加10%噪音的方式构造一个训练集用于训练。噪音比例甚至可以达到40%这时的网络性能也超过80%的正确率,表明这个网络的泛化能力很强。


这次实验又重新测定了batchsize对网络性能的影响,用的办法是随机20组权重和随机20组训练样本,与《神经网络调参batch数对网络性能影响》中随机一组权重然后随机500组样本不同,这个的方法应该更反应网络性能。


网络结构 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2 81*60*2
训练集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集 全样品集
测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集 全测试集
学习率 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1 ret=0.1
batchsize z=2 z=5 z=10 z=20 z=30 z=50 z=100 z=200
* it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000 it=10000
平均值 0.7671 0.793685 0.87843 0.894205 0.90097 0.904163 0.912157 0.913411
标准差 0.096811 0.096647 0.030423 0.019669 0.014304 0.00859 0.004921 0.004491
最大值 0.884106 0.901608 0.914853 0.913907 0.917219 0.915799 0.92053 0.919584
训练集噪音比例 zx=0 zx=0 zx=0 zx=0 zx=0 zx=0 zx=0 zx=0
测试集噪音比例 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0 zy=0


得到的结果随着batchsize的增大正确率的平均值也在增加,但是到batchsize=20正确率达到0.89以后增速就明显下降。因为batchsize太大的计算很慢,所以只算过一次batchsize=3000的数据,正确率是0.917,变化不大。同时标准差随着batchsize的增加同时在减小又一次表明batchsize大一些网络的性能更稳定。

具体数据训练集噪音比例数据




81*60*2 0.794702 0 81*60*2 0.859035 0 81*60*2 0.843425 0 81*60*2 0.787133 0
全样品集 0.820246 1 全样品集 0.848155 1 全样品集 0.87228 1 全样品集 0.831126 1
全测试集 0.891675 2 全测试集 0.876537 2 全测试集 0.881741 2 全测试集 0.863292 2
ret=0.1 0.88789 3 ret=0.1 0.847209 3 ret=0.1 0.868496 3 ret=0.1 0.873699 3
z=20 0.9035 4 z=20 0.897824 4 z=20 0.884579 4 z=20 0.884579 4
it=10000 0.899243 5 it=10000 0.859981 5 it=10000 0.875591 5 it=10000 0.874645 5
average 0.905866 6 average 0.897824 6 average 0.890255 6 average 0.885998 6
0.870719 0.848155 7 0.881031 0.89877 7 0.879092 0.888836 7 0.858657 0.846736 7
stdevp 0.886944 8 stdevp 0.91438 8 stdevp 0.889782 8 stdevp 0.884106 8
0.035999 0.868969 9 0.02457 0.910596 9 0.014483 0.895932 9 0.029322 0.855251 9
max * * max * * max * * max * *
0.905866 * * 0.91438 * * 0.895932 * * 0.885998 * *
* * * * * * * *
zx=5 * * zx=10 * * zx=15 * * zx=20 * *
zy=0 * * zy=0 * * zy=0 * * zy=0 * *


81*60*2 0.678808 0 81*60*2 0.692999 0 81*60*2 0.790445 0
全样品集 0.783822 1 全样品集 0.842479 1 全样品集 0.848155 1
全测试集 0.859508 2 全测试集 0.864238 2 全测试集 0.86755 2
ret=0.1 0.888836 3 ret=0.1 0.84106 3 ret=0.1 0.800378 3
z=20 0.895459 4 z=20 0.755913 4 z=20 0.838221 4
it=10000 0.879849 5 it=10000 0.874645 5 it=10000 0.463576 5
average 0.867077 6 average 0.859981 6 average 0.539262 6
0.854163 0.889309 7 0.838032 0.885998 7 0.676301 0.615421 7
stdevp 0.9035 8 stdevp 0.87228 8 stdevp 0.536424 8
0.066959 0.895459 9 0.06047 0.890728 9 0.159156 0.463576 9
max * * max * * max * *
0.9035 * * 0.890728 * * 0.86755 * *
* * * * * *
zx=30 * * zx=40 * * zx=50 * *
zy=0 * * zy=0 * * zy=0 * *


新的batchsize对网络性能影响的数据


81*60*2 0.536897 0 81*60*2 0.582308 0 81*60*2 0.840114 0
全样品集 0.652791 1 全样品集 0.661779 1 全样品集 0.875591 1
全测试集 0.8614 2 全测试集 0.697729 2 全测试集 0.855251 2
ret=0.1 0.747398 3 ret=0.1 0.758751 3 ret=0.1 0.877483 3
z=2 0.811258 4 z=5 0.858562 4 z=10 0.837748 4
it=10000 0.700095 5 it=10000 0.87843 5 it=10000 0.896878 5
average 0.763482 6 average 0.618259 6 average 0.894986 6
0.7671 0.729423 7 0.793685 0.876537 7 0.87843 0.88316 7
stdevp 0.684957 8 stdevp 0.887417 8 stdevp 0.779565 8
0.096811 0.853832 9 0.096647 0.805109 9 0.030423 0.890255 9
max 0.822138 10 max 0.730369 10 max 0.881268 10
0.884106 0.644276 11 0.901608 0.866131 11 0.914853 0.888363 11
* 0.745033 12 * 0.859981 12 * 0.895932 12
zx=0 0.879849 13 zx=0 0.666036 13 zx=0 0.88316 13
zy=0 0.762062 14 zy=0 0.840587 14 zy=0 0.865184 14
* 0.653264 15 * 0.901608 15 * 0.908231 15
* 0.884106 16 * 0.815989 16 * 0.900189 16
* 0.877483 17 * 0.860454 17 * 0.895459 17
* 0.85667 18 * 0.840114 18 * 0.914853 18
* 0.875591 19 * 0.86755 19 * 0.90492 19


81*60*2 0.829234 0 81*60*2 0.86755 0 81*60*2 0.899243 0
全样品集 0.891202 1 全样品集 0.872753 1 全样品集 0.884579 1
全测试集 0.905393 2 全测试集 0.9035 2 全测试集 0.901135 2
ret=0.1 0.900662 3 ret=0.1 0.906812 3 ret=0.1 0.905393 3
z=20 0.888363 4 z=30 0.905393 4 z=50 0.893567 4
it=10000 0.866604 5 it=10000 0.896878 5 it=10000 0.907758 5
average 0.900189 6 average 0.902081 6 average 0.912015 6
0.894205 0.893567 7 0.90097 0.904447 7 0.904163 0.90492 7
stdevp 0.903974 8 stdevp 0.915326 8 stdevp 0.911542 8
0.019669 0.871334 9 0.014304 0.892621 9 0.00859 0.91438 9
max 0.906339 10 max 0.911069 10 max 0.91438 10
0.913907 0.907285 11 0.917219 0.911542 11 0.915799 0.889782 11
* 0.910596 12 * 0.913907 12 * 0.901135 12
zx=0 0.912488 13 zx=0 0.917219 13 zx=0 0.905866 13
zy=0 0.901135 14 zy=0 0.906812 14 zy=0 0.915799 14
* 0.906339 15 * 0.907758 15 * 0.908231 15
* 0.877483 16 * 0.892148 16 * 0.907758 16
* 0.913907 17 * 0.87228 17 * 0.913434 17
* 0.904447 18 * 0.905393 18 * 0.89404 18
* 0.893567 19 * 0.913907 19 * 0.898297 19


81*60*2 0.9035 0 81*60*2 0.904447 0
全样品集 0.908231 1 全样品集 0.906812 1
全测试集 0.90965 2 全测试集 0.911069 2
ret=0.1 0.910596 3 ret=0.1 0.908704 3
z=100 0.903974 4 z=200 0.908704 4
it=10000 0.913434 5 it=10000 0.916746 5
average 0.90965 6 average 0.908231 6
0.912157 0.917219 7 0.913411 0.913434 7
stdevp 0.912015 8 stdevp 0.917219 8
0.004921 0.913434 9 0.004491 0.917219 9
max 0.913434 10 max 0.916272 10
0.92053 0.908231 11 0.919584 0.907758 11
* 0.907758 12 * 0.918165 12
zx=0 0.918165 13 zx=0 0.915799 13
zy=0 0.92053 14 zy=0 0.912961 14
* 0.916272 15 * 0.913434 15
* 0.919111 16 * 0.919584 16
* 0.905866 17 * 0.91438 17
* 0.91438 18 * 0.918165 18
* 0.917692 19 * 0.919111 19


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