- html - 出于某种原因,IE8 对我的 Sass 文件中继承的 html5 CSS 不友好?
- JMeter 在响应断言中使用 span 标签的问题
- html - 在 :hover and :active? 上具有不同效果的 CSS 动画
- html - 相对于居中的 html 内容固定的 CSS 重复背景?
使用以下库:
import keras
import tensorflow as tf
from keras.datasets import mnist
from keras.utils.np_utils import to_categorical
from keras import optimizers
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense, Activation, Flatten
我需要创建一个简单的网络,如图所示:
NN 应该采用与我们输入的数字形状相同的张量。第一个隐藏层应该输出 300 维向量并使用 sigmoid 作为激活函数。第二个隐藏层也要输出300维的向量,使用relu作为激活函数。第三个隐藏层(即输出层)应该输出预测的大小,并在最后使用 softmax 激活进行多类分类
目前,我有:
model = None
model = tf.keras.Sequential()
model.add(tf.keras.layers.Dense(5, input_shape=(300,)))
model.add(Activation(___))
model.add(tf.keras.layers.Dense(6))
model.add(Activation(___))
model.add(tf.keras.layers.Dense(7))
model.add(Activation(___))
我不确定 Dense 中包含什么。我只是从这里引用它 https://keras.io/api/models/sequential/
我理解第一个激活函数应该是sigmoid,这里sigmoid是1/(1 + np.exp(-x))
我也知道relu是max(0.0, x)
softmax是
def softmax(vector):
e = exp(vector)
return e / e.sum()
但是我不确定如何将所有这些放在一起来创建神经网络并获得输出:
如果有人愿意提供帮助,我将不胜感激,因为这是我第一次尝试初始化神经网络。谢谢!
最佳答案
在 keras.layers.activations 的文档中你可以看到
tf.keras.activations.sigmoid(x)
tf.keras.activations.softmax(x, axis=-1)
tf.keras.activations.relu(x, alpha=0.0, max_value=None, threshold=0.0)
所以代码可以是:
import tensorflow as tf
model = tf.keras.Sequential(name='sequential_2')
model.add(tf.keras.layers.Dense(300, name='dense_5', input_shape=(784,)))
model.add(tf.keras.layers.Activation(tf.keras.activations.sigmoid, name='activation_5'))
model.add(tf.keras.layers.Dense(300, name='dense_6'))
model.add(tf.keras.layers.Activation(tf.keras.activations.relu, name='activation_6'))
model.add(tf.keras.layers.Dense(10, name='dense_7'))
model.add(tf.keras.layers.Activation(tf.keras.activations.softmax, name='activation_7'))
model.summary()
结果:
Model: "sequential_2"
_________________________________________________________________
Layer (type) Output Shape Param #
=================================================================
dense_5 (Dense) (None, 300) 235500
activation_5 (Activation) (None, 300) 0
dense_6 (Dense) (None, 300) 90300
activation_6 (Activation) (None, 300) 0
dense_7 (Dense) (None, 10) 3010
activation_7 (Activation) (None, 10) 0
=================================================================
Total params: 328,810
Trainable params: 328,810
Non-trainable params: 0
_________________________________________________________________
使用不同的imports
你可以减少代码并且仍然得到相同的summary
:
#import tensorflow as tf # no need it at this moment
from keras import Sequential
from keras.layers import Dense, Activation
from keras.activations import sigmoid, relu, softmax
model = Sequential(name='sequential_2')
model.add(Dense(300, name='dense_5', input_shape=(784,)))
model.add(Activation(sigmoid, name='activation_5'))
model.add(Dense(300, name='dense_6'))
model.add(Activation(relu, name='activation_6'))
model.add(Dense(10, name='dense_7'))
model.add(Activation(softmax, name='activation_7'))
model.summary()
但您也可以减少代码以获得相同的模型:
#import tensorflow as tf # no need it at this moment
from keras import Sequential
from keras.layers import Dense
model = Sequential(name='sequential_2')
model.add(Dense(300, name='dense_5', activation='sigmoid', input_shape=(784,)))
model.add(Dense(300, name='dense_6', activation='relu'))
model.add(Dense(10, name='dense_7', activation='softmax'))
model.summary()
但是summary
也会减少:
Model: "sequential_2"
_________________________________________________________________
Layer (type) Output Shape Param #
=================================================================
dense_5 (Dense) (None, 300) 235500
dense_6 (Dense) (None, 300) 90300
dense_7 (Dense) (None, 10) 3010
=================================================================
Total params: 328,810
Trainable params: 328,810
Non-trainable params: 0
_________________________________________________________________
您也可以跳过 name=
以减少代码。
#import tensorflow as tf # no need it at this moment
from keras import Sequential
from keras.layers import Dense
model = Sequential()
model.add(Dense(300, activation='sigmoid', input_shape=(784,)))
model.add(Dense(300, activation='relu'))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))
model.summary()
顺便说一句:
如果你想使用 MNIST
的图像形状为 (28,28)
那么你可以添加层 Flatten
来自动转换形状 (28,28)
到形状 (784)
#import tensorflow as tf # no need it at this moment
from keras import Sequential
from keras.layers import Dense, Flatten
model = Sequential()
#model.add(Flatten(input_shape=(1,28,28)))
model.add(Flatten(input_shape=(28,28)))
model.add(Dense(300, activation='sigmoid'))
model.add(Dense(300, activation='relu'))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))
model.summary()
结果:
Model: "sequential"
_________________________________________________________________
Layer (type) Output Shape Param #
=================================================================
flatten (Flatten) (None, 784) 0
dense (Dense) (None, 300) 235500
dense_1 (Dense) (None, 300) 90300
dense_2 (Dense) (None, 10) 3010
=================================================================
Total params: 328,810
Trainable params: 328,810
Non-trainable params: 0
_________________________________________________________________
如果你在 fit()
之后使用 summary()
那么你甚至可以在 中跳过
因为 input_shape=(28,28)
>Flatten()fit()
会设置它。
编辑:
完整的工作代码。
在 tensorflow 2.8.0
、Python 3.10
、Linux Mint 21.0
上测试(基于 Ubuntu 22.04
)
import tensorflow as tf
from keras import Sequential
from keras.layers import Dense, Flatten
from keras.utils.np_utils import to_categorical
#from keras.losses import categorical_crossentropy
from keras.datasets import mnist
import numpy as np
print('\n--- version ---\n')
print('tensorflow:', tf.__version__)
#print('tensorflow:', tf.version.VERSION)
#print('tensorflow:', keras.__version__)
print('\n--- data ---\n')
(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()
print('train.shape :', x_train.shape)
print('test.shape :', x_test.shape)
print('image.shape :', x_train[0].shape)
print('image.flatten:', x_train[0].flatten().shape)
y_train = to_categorical(y_train) # `Y` will have shape `(10)` and last layer will also need `Dense(10)`
y_test = to_categorical(y_test) # `Y` will have shape `(10)` and last layer will also need `Dense(10)`
print('\n--- model ---\n')
model = Sequential()
#model.add(Flatten(input_shape=(1,28,28))) # if `summary()` used before `fit()` then you have to set `input_shape`
model.add(Flatten()) # if `summary()` used after `fit()` then you can skip `input_shape` (because `fit` will set it)
model.add(Dense(300, activation='sigmoid'))
model.add(Dense(300, activation='relu'))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))
#model.compile(loss=categorical_crossentropy, optimizer='adam', metrics=['accuracy']) # function `categorical_crossentropy`
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy']) # string `'categorical_crossentropy'`
print('\n--- fit/train ---\n')
batch_size = 20
epochs = 5
model.fit(x_train, y_train, batch_size=batch_size, epochs=epochs, verbose=True, validation_data=(x_test, y_test))
print('\n--- evaluate/test ---\n')
score = model.evaluate(x_test, y_test, verbose=True)
print(score)
print('\n--- predict ---\n')
# for N-elements it needs shape `(N, 28, 28)`
# for single element it needs shape `(1, 28, 28)`, not `(28, 28)`
#items = x_test[0] # WRONG
#items = x_test[0][np.newaxis, ...] # OK
#items = x_test[0][None, ...] # OK
#items = x_test[0:1] # OK
#items = np.array( [x_test[0]] ) # OK
#items = np.expand_dims(x_test[0], axis=0) # OK
#items = x_test[0].reshape(-1,28,28) # OK
items = x_test[0].reshape(1,28,28) # OK
print('items.shape:', items.shape)
results = model.predict(items) # it needs `numpy.array` even for single element (shape: `(1, 28, 28)`)
for item in results:
print('predict:', item)
print('max :', np.max(item))
print('argmax :', np.argmax(item))
#print('result:', results[0])
#print('max:', np.max(results[0]), np.argmax(results[0]))
print('\n--- summary ---\n')
model.summary()
#print('\n--- show image ---\n')
#import matplotlib.pyplot as plt
#plt.imshow(x_test[0])
#plt.show()
结果:
--- version ---
tensorflow: 2.8.0
--- data ---
train.shape : (60000, 28, 28)
test.shape : (10000, 28, 28)
image.shape : (28, 28)
image.flatten: (784,)
--- model ---
--- fit/train ---
Epoch 1/5
3000/3000 [==============================] - 26s 8ms/step - loss: 0.4459 - accuracy: 0.8600 - val_loss: 0.3425 - val_accuracy: 0.8907
Epoch 2/5
3000/3000 [==============================] - 31s 10ms/step - loss: 0.3133 - accuracy: 0.9011 - val_loss: 0.2753 - val_accuracy: 0.9128
Epoch 3/5
3000/3000 [==============================] - 22s 7ms/step - loss: 0.2702 - accuracy: 0.9153 - val_loss: 0.2291 - val_accuracy: 0.9271
Epoch 4/5
3000/3000 [==============================] - 22s 7ms/step - loss: 0.2482 - accuracy: 0.9218 - val_loss: 0.2142 - val_accuracy: 0.9346
Epoch 5/5
3000/3000 [==============================] - 21s 7ms/step - loss: 0.2246 - accuracy: 0.9292 - val_loss: 0.2061 - val_accuracy: 0.9362
--- evaluate/test ---
313/313 [==============================] - 2s 6ms/step - loss: 0.2061 - accuracy: 0.9362
[0.20612983405590057, 0.9362000226974487]
--- predict ---
items.shape: (1, 28, 28)
predict: [2.2065036e-08 3.6986236e-09 2.2580415e-04 2.4656517e-06 6.2174437e-12
6.3476205e-07 1.2726037e-15 9.9974352e-01 1.7498225e-07 2.7370381e-05]
max : 0.9997435
maxarg : 7
--- summary ---
Model: "sequential"
_________________________________________________________________
Layer (type) Output Shape Param #
=================================================================
flatten (Flatten) (None, 784) 0
dense (Dense) (None, 300) 235500
dense_1 (Dense) (None, 300) 90300
dense_2 (Dense) (None, 10) 3010
=================================================================
Total params: 328,810
Trainable params: 328,810
Non-trainable params: 0
_________________________________________________________________
关于python - 如何使用keras实现一个简单的神经网络,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/74093824/
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