博客背景是學習《深度學習之TensorFlow》這本書籍中的作業,修改第七章的作業,把XOR-異或的錯誤代碼修改為正確的。
主要修改有三個地方:
- 隱藏層一的運算從sigmoid修改為add運算;
- 輸出層的運算修改為sigmoid(原來是什么運算忘記了。。);
- 將優化算法從GradientDescentOptimizer修改為牛逼的Adam算法;
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
"""
import tensorflow as tf
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plttf.reset_default_graph()
tf.set_random_seed(55)
np.random.seed(55)learning_rate = 0.01
input_data = [[0., 0.], [0., 1.], [1., 0.], [1., 1.]] # XOR input
output_data = [[0.], [1.], [1.], [0.]] # XOR output
hidden_nodes = 10 #代表該網絡層的神經元個數
n_input = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 2], name="n_input")
n_output = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 1], name="n_output")
# hidden layer's bias neuron
b_hidden = tf.Variable(0.1, name="hidden_bias")
W_hidden = tf.Variable(tf.random_normal([2, hidden_nodes]), name="hidden_weights")
"""修改sigmoid為add運算"""
hidden = tf.add(tf.matmul(n_input, W_hidden) ,b_hidden)
hidden1 = tf.nn.relu(hidden)
################
# output layer #
################
W_output = tf.Variable(tf.random_normal([hidden_nodes, 1]), name="output_weights") # output layer's
b_output = tf.Variable(0.1, name="output_bias")##output = tf.nn.relu(tf.matmul(hidden, W_output)+b_output) # 出來的都是nan calc output layer's
#softmax
y = tf.matmul(hidden1, W_output)+b_output
"""修改sigmoid運算"""
output = tf.nn.sigmoid(y)
#交叉熵
loss = -(n_output * tf.log(output) + (1 - n_output) * tf.log(1 - output))#optimizer = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.01)
"""修改為Adam的優化器"""
optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate = learning_rate)
train = optimizer.minimize(loss) # let the optimizer train#####################
# train the network #
#####################
with tf.Session() as sess:sess.run(tf.global_variables_initializer())for epoch in range(0, 2001): # run the training operationcvalues = sess.run([train, loss, W_hidden, b_hidden, W_output],feed_dict={n_input: input_data, n_output: output_data})# print some debug stuffif epoch % 200 == 0:print("")print("step: {:>3}".format(epoch))print("loss: {}".format(cvalues[1]))#print(W_hidden.value())# print("b_hidden: {}".format(cvalues[3]))# print("W_hidden: {}".format(cvalues[2]))# print("W_output: {}".format(cvalues[4]))print("")for i in range(len(input_data)):print("input: {} | output: {}".format(input_data[i], sess.run(output, feed_dict={n_input: [input_data[i]]})))
備注:理論知識還是薄弱啊,花了一天的時間來修改該error
順便把7-10和7-11的源碼修改了
7-10修改部分:
隱藏層的神經元個數更改為10個(經測試只要大于2即可)
hidden_nodes = 10
將輸出層的激活函數更改為sigmoid即可:
"""將激活函數修改sigmoid即可"""
output = tf.nn.sigmoid(y)
7-11修改部分:
隱藏層的神經元個數更改為10個(經測試只要大于2即可)
hidden_nodes = 10
""""修改損失函數為均值平方差"""
#cross_entropy = -tf.reduce_mean(n_output * tf.log(output))#?
cross_entropy = tf.square(n_output-output)
總結:(個人理解,不對請回復)
- 神經網絡的層里面的神經元個數要大于輸入的維度,以本文解決異或問題,二維的輸入,那么針對單層隱藏層來說,其神經元個數大于二才有效;
- 激活函數的選擇。該處主要體現在7-10的代碼修改上,“Relu”與“Sigmiod”相比容易陷入局部最優解,所以選擇合適的激活函數尤其重要,這部分理解還不太透徹,主要是看書的結論得知的,具體是為什么再作深入理解;此處看到有博客說“relu和softmax兩層不要連著用,最好將relu改成tanh”尚未理解,正在證明其真實性。
- 損失函數。損失函數也很重要,以7-11的代碼修改為例,損失函數盡可能選擇已知的比較常用合理的函數,比如均值平方差和交叉熵等。
- 梯度下降的函數,即優化函數“optimizer”的選擇。常用的有BGD、SGD等,其實就是根據每次計算損失函數所需的訓練樣本數量來劃分的。為克服BGD和SGD的缺點,一般是使用小批量的數據進行損失函數更新,即降低了隨機性又提高了訓練效率。TF中常用的梯度下降函數有七種,但比較牛逼的"Adam"優化函數,高效解決優化問題(具體的內容會另寫一篇博客介紹)。