Tensorflow建造神经网络

2022-12-31 21:51:44 浏览数 (1)

这次介绍怎样建造一个完整的神经网络,包括添加神经层,计算误差,训练步骤,判断是否在学习.

本节内容,我们会在上一小节的基础上,继续讲解如何构建神经层。

add_layer 功能

首先,我们导入本次所需的模块。

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import tensorflow as tf
import numpy as np

构造添加一个神经层的函数。这是对上一小节的回顾:

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def add_layer(inputs, in_size, out_size, activation_function=None):
    Weights = tf.Variable(tf.random_normal([in_size, out_size]))
    biases = tf.Variable(tf.zeros([1, out_size])   0.1)
    Wx_plus_b = tf.matmul(inputs, Weights)   biases
    if activation_function is None:
        outputs = Wx_plus_b
    else:
        outputs = activation_function(Wx_plus_b)
    return outputs

导入数据

构建所需的数据。 这里的x_datay_data并不是严格的一元二次函数的关系,因为我们多加了一个noise,这样看起来会更像真实情况。

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x_data = np.linspace(-1,1,300, dtype=np.float32)[:, np.newaxis]
noise = np.random.normal(0, 0.05, x_data.shape).astype(np.float32)
y_data = np.square(x_data) - 0.5   noise

接下来,我们就可以开始定义神经层了。 通常神经层都包括输入层、隐藏层和输出层。这里的输入层只有一个属性, 所以我们就只有一个输入;隐藏层我们可以自己假设,这里我们假设隐藏层有10个神经元; 输出层和输入层的结构是一样的,所以我们的输出层也是只有一层。 所以,我们构建的是——输入层1个、隐藏层10个、输出层1个的神经网络。

搭建网络

下面,我们开始定义隐藏层,利用之前的add_layer()函数,这里使用 Tensorflow 自带的激励函数tf.nn.relu

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l1 = add_layer(xs, 1, 10, activation_function=tf.nn.relu)

定义Session,并用Session来执行init初始化步骤。 (注意:在tensorflow中,只有session.run()才会执行我们定义的运算。)

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sess = tf.Session()
sess.run(init)

训练

下面,让机器开始学习。

比如这里,我们让机器学习1000次。机器学习的内容是train_step, 用 Sessionrun 每一次 training 的数据,逐步提升神经网络的预测准确性。 (注意:当运算要用到placeholder时,就需要feed_dict这个字典来指定输入。)

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for i in range(1000):
    # training
    sess.run(train_step, feed_dict={xs: x_data, ys: y_data})

每50步我们输出一下机器学习的误差。

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 if i % 50 == 0:
        # to see the step improvement
        print(sess.run(loss, feed_dict={xs: x_data, ys: y_data}))

在电脑上运行本次代码的结果为:

机器学习的效果机器学习的效果

通过上图可以看出,误差在逐渐减小,这说明机器学习是有积极的效果的。

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