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系统学习一下tensorflw,做一个记录

线性回归

假设我们得到一个数据集,对应一个f(x)=ax+b的一次函数。对于这个问题,首先应当定义一个损失函数(loss function)或者叫代价函数(cost function)。一般一次函数使用均方差(f(x)-y)^2 。实现的模板如下

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x=data.x
y=data.y
model=tf.keras.Sequential() # 先定义一个空模型
model.add(tf.keras.layers.Dense(1,input_shape=(1,))) # 添加一个全连接层
model.compile(optimizer='adam',loss='mse') # 使用随机梯度,均方差
history = model.fit(x,y,epochs=5000) # 训练

多层感知器(神经网络)

线性回归可以理解为单个神经元,多个神经元放在同一层可以实现一个多分类器。但是单层的存在一个问题,即无法拟合异或运算

ps:西瓜书上10个神经元100个参数,是当成有向图来看的。即1-2的参数不等于2-1,因此有90个,再加上10个阈值

激活函数

relu:屏蔽负值/sigmoid/tanh/leak relu:负值被缩小

一个通常的多层感知器的实现如下(以两层为例)

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model = tf.keras.Sequential([tf.keras.layers.Dense(10,input_shape =(3,).activation='relu'),tf.keras.layers.Dense(1)])# 第一层有40个参数,第二层有11个参数
model.compile(optimizer='adam',loss='mse') 

逻辑回归

可以理解成一个二分类(比如是狗和不是狗)问题。 回答是或者否的问题。在这种条件下,均方差变得不合适,更适合使用交叉熵(在tf里为binary_crossentropy)。

一个常见的实现如下:

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model=tf.keras.Sequential() # 先定义一个空模型 
model.add(tf.keras.layers.Dense(4,input_shape=(15,)activation='relu')) # 添加一个全连接层,15是数据的输入变量,有64个参数
model.add(tf.keras.layers.Dense(4activation='relu'))
model.add(tf.keras.layers.Dense(1activation='sigmoid')) # 最后要映射到0和1
model.compile(optimizer='adam',loss='binary_crossentropy',metric=['acc']) # metric额外输出正确率 

softmax分类

神经网络的原始输出并非概率值,实质上只是宿儒的数值做了复杂的加权与非线性处理。可以利用softmax层将其变为概率分布。多分类问题在tf中,损失使用categorical_crossentropy和apsrse_categorical_crossentropy,前者对应onehot编码

以下是使用tf直接可以访问的数据集Fashion Mnist实现的例子

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(train_image,train_label), (test_image,test_label) = tf.keras.datasets.fashion_mnist.load_data # 加载数据
train_image = train_image/255 
test_image = test_image/255 # 相当于是归一化,因为图片里点的值都是0-255,而神经网络输入值最好在0-1之间
model=tf.keras.Sequential() 
model.add(tf.keras.layers.Flatten(input_shape=(28,28))# 将二维的图展为一个向量,因为这儿实际上是BP网络,所以需要展平
model.add(tf.keras.layers.Dense128activation='relu'))
model.add(tf.keras.layers.Dense128activation='softmax')
model.compile(optimizer='adam',loss='apsrse_categorical_crossentropy',metric=['acc'])

常用函数

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xxx = tf.keras.utils.to_categorical(xxx1) # tf内置的onehot编码

model.summary() # 查看模型的信息

model.evaluate() # 评估数据

np.argmax() # 获取一系列数里的最大值




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