目录
  • 学习前言
  • 什么是Keras
  • Keras中基础的重要函数
    • 1、Sequential
    • 2、Dense
    • 3、model.compile
  • 全部代码

    学习前言

    看了好多Github,用于保存模型的库都是Keras,我觉得还是好好学习一下的好

    什么是Keras

    Keras是一个由Python编写的开源人工神经网络库,可以作Tensorflow、Microsoft-CNTK和Theano的高阶应用程序接口,进行深度学习模型的设计、调试、评估、应用和可视化。

    Keras相当于比Tensorflow和Theano更高一层的库,其可以以Tensorflow或者Theano为底层框架,以更加简洁、高效的方式添加代码。

    在2018年Tensorflow 2.0.0公开后,Keras被正式确立为Tensorflow高阶API。

    Keras中基础的重要函数

    1、Sequential

    Sequential又称为序贯模型。

    序贯模型为最简单的线性、从头到尾的结构顺序,不分叉,是多个网络层的线性堆叠。

    在利用Keras进行模型构建前,只需要用如下函数建立模型就够了。

    model = Sequential()

    此时便已经建立了一个按次序的模型,之后在往模型中添加层的时候,就是按照次序添加的。

    2、Dense

    Dense用于往Sequential中添加全连接层。全连接层示意图如下。(图片源自百度百科)

    python神经网络学习使用Keras进行回归运算

    具体而言,简单的BP神经网络中,输入层到隐含层中间的权值连接,其实与全连接层的意义相同。
    在Keras中,如果需要往model中添加全连接层,可使用如下函数。

    model.add(Dense(output_dim = 1,input_dim = 1))

    此时表示输入维度为1,输出维度也为1。

    3、model.compile

    model.compile在Keras中的作用主要用于定义loss函数和优化器。

    其调用方式如下:

    model.compile(loss='mse', optimizer='sgd', metrics=['accuracy'])

    其中loss用于定义计算损失的损失函数,其可以选择的内容如下:
    1、mse:均方根误差,常用于回归预测。

    2、categorical_crossentropy:亦称作多类的对数损失,注意使用该目标函数时,需要将标签转化为形如(nb_samples, nb_classes)的二值序列,常用于分类。

    3、sparse_categorical_crossentrop:如上,但接受稀疏标签。

    optimizer用于定义优化器,可以使用默认的,也可以从keras.optimizers导出。

    其可以选择的内容可以参照Keras中文文档。上文中选择的是随机梯度下降法sgd。

    metrics=[‘accuracy’]常用于分类运算中,本例子中不适用,accuracy代表计算分类精确度。

    全部代码

    该例子为一元线性回归例子。

    import numpy as np
    from keras.models import Sequential
    from keras.layers import Dense  ## 全连接层
    import matplotlib.pyplot as plt 
    # 生成测试数据
    X = np.linspace(-1,1,200)
    np.random.shuffle(X)
    Y = 0.5*X + 2 + np.random.normal(0,0.05,(200,))
    # 划分训练集和测试集
    X_train,Y_train = X[:160],Y[:160]
    X_test,Y_test = X[160:],Y[160:]
    # start
    model = Sequential()
    model.add(Dense(output_dim = 1,input_dim = 1))
    # compile
    model.compile(loss = 'mse',optimizer = 'sgd')
    # 训练
    print("\ntraining")
    for step in range(2001):
        cost = model.train_on_batch(X_train,Y_train)
        if step%100 == 0:
            print("tarin_cost:",cost)
    # 测试
    print("\nTest")
    cost = model.evaluate(X_test,Y_test,batch_size=40)
    W,b = model.layers[0].get_weights()
    print("Weights",W,"biaxes",b)
    # 预测结果
    Y = model.predict(X_test)
    plt.scatter(X_test,Y_test)
    plt.plot(X_test,Y)
    plt.show()
    

    实现结果为:

    tarin_cost: 4.506874
    tarin_cost: 0.21098542
    tarin_cost: 0.041809298
    tarin_cost: 0.013134768
    tarin_cost: 0.0055761375
    tarin_cost: 0.0035068158
    tarin_cost: 0.0029388934
    tarin_cost: 0.002783
    tarin_cost: 0.0027402083
    tarin_cost: 0.002728462
    tarin_cost: 0.0027252387
    tarin_cost: 0.0027243525
    tarin_cost: 0.0027241106
    tarin_cost: 0.0027240426
    tarin_cost: 0.002724025
    tarin_cost: 0.0027240203
    tarin_cost: 0.0027240184
    tarin_cost: 0.0027240182
    tarin_cost: 0.0027240175
    tarin_cost: 0.0027240175
    tarin_cost: 0.0027240175
    Test
    40/40 [==============================] - 0s 874us/step
    Weights [[0.5041559]] biaxes [1.9961643]
    

    python神经网络学习使用Keras进行回归运算

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