TensorFlow(2) - シンプルなニューラルネットワークを確立するために、

1、ニューラルネットワーク構造

最終シェア基本はtensorflow、と私たちは知識にそれらを接続するための簡単なニューラルネットワークを介して、達成している今日、目標は、分類問題を予測するニューラルネットワークを使用することです:入力×1(部分長)とx2(質量部)で部分が修飾されている場合には、予測(Y = 0または1)。
ネットワークの構造が簡単で、二つの入力層のニューロンを、中間層6、出力層ニューロンのニューロン。

2.詳細な実装手順

(1)ネットワーク構造を定義

まず、ネットワーク層を定義し、入力パラメータの層は、入力、以前に定義された伝播ニューラルネットワーク、および使用されるシグモイド活性化関数です。

# 定义神经网络的参数
w1 = tf.Variable(tf.random_normal([2, 3],  stddev=1, seed=1)) # normol为正态分布,stddev是均值,seed是标准差
w2 = tf.Variable(tf.random_normal([3, 1],  stddev=1, seed=1))

# 在shape的一个维度上使用None可以方便使用不同的batch大小。在训练时需要把数据分成比较小的batch,
# 但是在测试时,可以一次性使用全部数据。数据集比较小时可以这样做,大了可能会导致内存溢出。
# x为输入,y_为真实值,y为预测输出,还没有数据,先放在placeholder里,即用占位符表示
x = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 2], name='x-input')
y_ = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 1], name='y-input')

# 定义神经网络前向传播过程,matmul为矩阵乘法
a = tf.matmul(x, w1)
y = tf.matmul(a, w2)

# 得到的y是一个数,通过sigmoid转化成一个0-1的数
y = tf.sigmoid(y)

(2)訓練データを生成します

ここでは、xは128 * 2、分類規則の定義は、Yを生成するために生成します。

# 通过随机数生成一个模拟数据
rdm = RandomState(1)
dataset_size = 128
X = rdm.rand(dataset_size, 2)  # 128组数据,每组两个x1和x2

# 定义一个Y规则,在这里x1+x2<1的样例都被认为是正样本,其他为负。
# 在这里使用0来表示负样本,1表示正样本:int里面为真就为1,假则为0
Y = [[int(x1 + x2 < 1)] for (x1, x2) in X]

(3)ネットワークの構築

隠された層 - - 3層ニューラルネットワークアーキテクチャの出力層ここでは、入力層を定義します。一方、我々は我々の損失を最小限に抑えるために、当社の二次損失関数の損失、適応最適化アルゴリズムを定義します。

# 定义损失函数为交叉熵
cross_entropy = -tf.reduce_mean(y_ * tf.log(tf.clip_by_value(y, 1e-10, 1.0)) + (1-y_)*tf.log(tf.clip_by_value(1-y, 1e-10, 1.0)))
# 定义反向传播的算法,使得在当前batch下损失函数最小
train_step = tf.train.AdamOptimizer(0.001).minimize(cross_entropy)

(4)セッションやトレーニングの定義

良いニューラルネットワークを定義した後、あなたはトレーニングのためにセッションを使用することができ、そして事は、変数を初期化することで、ここで覚えておくこと。ここで私は、ステップ1000で出力あたりのクロスエントロピー損失を設定し、途中で訓練パラメータ前後の変化を見て:

# 准备工作都做好了,开始运行,创建一个会话Session来运行tf程序
with tf.Session() as sess:
    init_op = tf.global_variables_initializer() # 初始化变量,global初始化所有变量

    sess.run(init_op)
# 训练前先输出看下参数:w1是2*3矩阵,w2是3*1矩阵
    print(sess.run(w1))
    print(sess.run(w2))
    '''
    在训练前神经网络参数的值:
    w1 = [[-0.81131822  1.48459876  0.06532937]
          [-2.4427042   0.0992484   0.59122431]]
          
    w2 = [[-0.81131822]
          [ 1.48459876]
          [ 0.06532937]]
    '''

    # 定义训练的轮数
    STEPS = 5000
    for i in range(STEPS):
        # 每次选取batch_size(前面定义了为8)个样本进行训练,开始就是0-8,...一直到120-128
        start = (i * batch_size) % dataset_size
        end = min(start+batch_size, dataset_size)

        # 使用选取的这么多个样本来进行训练并更新参数,y是训练出来的预测值(有x给出就能计算y,所有字典里只用给出x和y_的值)
        # y_是真实值,feed_dict是一个字典,需要传值给占位符,如下的cross_entropy需要x和y_的值
        sess.run(train_step, feed_dict={x: X[start:end], y_:Y[start:end]})
        if i % 1000 == 0:
            # 每隔1000轮计算在所有数据上的交叉熵并输出
            total_cross_entropy = sess.run(cross_entropy, feed_dict={x:X, y_:Y})
            print("After %d training steps,cross entropy on all data is %s"%(i, total_cross_entropy))

            '''
        输出结果:
        After 0 training steps,cross entropy on all data is 1.89805
        After 1000 training steps,cross entropy on all data is 0.655075
        After 2000 training steps,cross entropy on all data is 0.626172
        After 3000 training steps,cross entropy on all data is 0.615096
        After 4000 training steps,cross entropy on all data is 0.610309
             
            '''
    # 训练之后再次输出神经网络的参数值:
    print(sess.run(w1))
    print(sess.run(w2))

    ''''
   这两个参数是训练后更新的结果:
     w1:[[ 0.02476984  0.5694868   1.69219422]
        [-2.19773483 -0.23668921  1.11438966]]
     w2: [[-0.45544702]
         [ 0.49110931]
         [-0.9811033 ]]
             
    '''

3、完全なコード

import tensorflow as tf
from numpy.random import RandomState
# 用numpy来生成一个模拟的数据集
# 定义训练数据batch的大小,在这里设置了一批批的
batch_size = 8

# 定义神经网络的参数
w1 = tf.Variable(tf.random_normal([2, 3],  stddev=1, seed=1)) # normol为正态分布,stddev是均值,seed是标准差
w2 = tf.Variable(tf.random_normal([3, 1],  stddev=1, seed=1))

# 在shape的一个维度上使用None可以方便使用不同的batch大小。在训练时需要把数据分成比较小的batch,
# 但是在测试时,可以一次性使用全部数据。数据集比较小时可以这样做,大了可能会导致内存溢出。
# x为输入,y_为预测输出,还没有数据,先放在placeholder里,即用占位符表示
x = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 2], name='x-input')
y_ = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 1], name='y-input')

# 定义神经网络前向传播过程,matmul为矩阵乘法
a = tf.matmul(x, w1)
y = tf.matmul(a, w2)

# 得到的y是一个数,通过sigmoid转化成一个0-1的数
y = tf.sigmoid(y)
# 定义损失函数为交叉熵
cross_entropy = -tf.reduce_mean(y_ * tf.log(tf.clip_by_value(y, 1e-10, 1.0)) + (1-y_)*tf.log(tf.clip_by_value(1-y, 1e-10, 1.0)))
# 定义反向传播的算法,使得在当前batch下损失函数最小
train_step = tf.train.AdamOptimizer(0.001).minimize(cross_entropy)

# 通过随机数生成一个模拟数据
rdm = RandomState(1)
dataset_size = 128
X = rdm.rand(dataset_size, 2)  # 128组数据,每组两个x1和x2


# 定义一个Y规则,在这里x1+x2<1的样例都被认为是正样本,其他为负。
# 在这里使用0来表示负样本,1表示正样本:int里面为真就为1,假则为0
Y = [[int(x1 + x2 < 1)] for (x1, x2) in X]

# 准备工作都做好了,开始运行,创建一个会话Session来运行tf程序
with tf.Session() as sess:
    init_op = tf.global_variables_initializer() # 初始化变量,global初始化所有变量

    sess.run(init_op)
# 训练前先输出看下参数:w1是2*3矩阵,w2是3*1矩阵
    print(sess.run(w1))
    print(sess.run(w2))
    '''
    在训练前神经网络参数的值:
    w1 = [[-0.81131822  1.48459876  0.06532937]
          [-2.4427042   0.0992484   0.59122431]]
          
    w2 = [[-0.81131822]
          [ 1.48459876]
          [ 0.06532937]]
    '''

    # 定义训练的轮数
    STEPS = 5000
    for i in range(STEPS):
        # 每次选取batch_size(前面定义了为8)个样本进行训练,开始就是0-8,...一直到120-128
        start = (i * batch_size) % dataset_size
        end = min(start+batch_size, dataset_size)

        # 使用选取的这么多个样本来进行训练并更新参数,y是训练出来的预测值(有x给出就能计算y,所有字典里只用给出x和y_的值)
        # y_是真实值,feed_dict是一个字典,需要传值给占位符,如下的cross_entropy需要x和y_的值
        sess.run(train_step, feed_dict={x: X[start:end], y_:Y[start:end]})
        if i % 1000 == 0:
            # 每隔1000轮计算在所有数据上的交叉熵并输出
            total_cross_entropy = sess.run(cross_entropy, feed_dict={x:X, y_:Y})
            print("After %d training steps,cross entropy on all data is %s"%(i, total_cross_entropy))

            '''
        输出结果:
        After 0 training steps,cross entropy on all data is 1.89805
        After 1000 training steps,cross entropy on all data is 0.655075
        After 2000 training steps,cross entropy on all data is 0.626172
        After 3000 training steps,cross entropy on all data is 0.615096
        After 4000 training steps,cross entropy on all data is 0.610309
             
            '''
    # 训练之后再次输出神经网络的参数值:
    print(sess.run(w1))
    print(sess.run(w2))

    ''''
   这两个参数是训练后更新的结果:
     w1:[[ 0.02476984  0.5694868   1.69219422]
        [-2.19773483 -0.23668921  1.11438966]]
     w2: [[-0.45544702]
         [ 0.49110931]
         [-0.9811033 ]]
             
    '''

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転載: www.cnblogs.com/Jesee/p/11242959.html