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這篇文章主要介紹“python中怎么使用Keras進行回歸運算”的相關知識,小編通過實際案例向大家展示操作過程,操作方法簡單快捷,實用性強,希望這篇“python中怎么使用Keras進行回歸運算”文章能幫助大家解決問題。
Keras是一個由Python編寫的開源人工神經網絡庫,可以作Tensorflow、Microsoft-CNTK和Theano的高階應用程序接口,進行深度學習模型的設計、調試、評估、應用和可視化。
Keras相當于比Tensorflow和Theano更高一層的庫,其可以以Tensorflow或者Theano為底層框架,以更加簡潔、高效的方式添加代碼。
在2018年Tensorflow 2.0.0公開后,Keras被正式確立為Tensorflow高階API。
Sequential又稱為序貫模型。
序貫模型為最簡單的線性、從頭到尾的結構順序,不分叉,是多個網絡層的線性堆疊。
在利用Keras進行模型構建前,只需要用如下函數建立模型就夠了。
model = Sequential()
此時便已經建立了一個按次序的模型,之后在往模型中添加層的時候,就是按照次序添加的。
Dense用于往Sequential中添加全連接層。全連接層示意圖如下。(圖片源自百度百科)
具體而言,簡單的BP神經網絡中,輸入層到隱含層中間的權值連接,其實與全連接層的意義相同。
在Keras中,如果需要往model中添加全連接層,可使用如下函數。
model.add(Dense(output_dim = 1,input_dim = 1))
此時表示輸入維度為1,輸出維度也為1。
model.compile在Keras中的作用主要用于定義loss函數和優化器。
其調用方式如下:
model.compile(loss='mse', optimizer='sgd', metrics=['accuracy'])
其中loss用于定義計算損失的損失函數,其可以選擇的內容如下:
1、mse:均方根誤差,常用于回歸預測。
2、categorical_crossentropy:亦稱作多類的對數損失,注意使用該目標函數時,需要將標簽轉化為形如(nb_samples, nb_classes)的二值序列,常用于分類。
3、sparse_categorical_crossentrop:如上,但接受稀疏標簽。
optimizer用于定義優化器,可以使用默認的,也可以從keras.optimizers導出。
其可以選擇的內容可以參照Keras中文文檔。上文中選擇的是隨機梯度下降法sgd。
metrics=[‘accuracy’]常用于分類運算中,本例子中不適用,accuracy代表計算分類精確度。
該例子為一元線性回歸例子。
import numpy as np from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense ## 全連接層 import matplotlib.pyplot as plt # 生成測試數據 X = np.linspace(-1,1,200) np.random.shuffle(X) Y = 0.5*X + 2 + np.random.normal(0,0.05,(200,)) # 劃分訓練集和測試集 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') # 訓練 print("\ntraining") for step in range(2001): cost = model.train_on_batch(X_train,Y_train) if step%100 == 0: print("tarin_cost:",cost) # 測試 print("\nTest") cost = model.evaluate(X_test,Y_test,batch_size=40) W,b = model.layers[0].get_weights() print("Weights",W,"biaxes",b) # 預測結果 Y = model.predict(X_test) plt.scatter(X_test,Y_test) plt.plot(X_test,Y) plt.show()
實現結果為:
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]
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