Keras分類問題入門級

2021-08-28 21:05:59 字數 3731 閱讀 8262

from keras.datasets import imdb

(train_data,train_labels),(test_data,test_labels) = imdb.load_data(num_words = 10000)

num_words=10000意思是只去頻率最高的10000個詞,這樣可以減少工作量,剔除不常用的詞。

import numpy as np

def vertorized_sequences(sequences,dimensions = 10000):

result = np.zeros((len(sequences),dimensions))

for i,sequence in enumerate(sequences):

result[i,sequence] = 1.

return result

x_train = vertorized_sequences(train_data)

x_test = vertorized_sequences(test_data)

將資料編為one-hot編碼,one-hot編碼比較適合用在分類問題中。

keras有內建的直接轉換成one-hot編碼的方法:

from keras.utils.np_utils import to_categorical

one_hot_train_labels = to_categorical(train_labels)

one_hot_test_labels = to_categorical(test_labels)

因為y標籤是二分類問題,所以只有0或1兩種類別,如果是多分類問題,y標籤也需要進行one-hot編碼。

from keras import models

from keras import layers

model = models.sequential()

model.add(layers.dense(32,activation = 'relu',input_shape = (10000,)))#input_dim = 10000也可以

model.add(layers.dense(32,activation = 'relu'))

model.add(layers.dense(32,activation = 'relu'))

model.add(layers.dense(1,activation = 'sigmoid'))

sequential是序貫模型,是最基礎的模型,是多個網路層的線性堆疊,也就是「一條路走到黑」。

如果應用到多輸入多輸出的模型或者共享層等,需要使用函式式模型。

這裡使用到了4層神經網路,都是使用的dense層,dense是全連線層,也就是說該層的每乙個神經網路單元都和下一層的每個神經網路單元相連線。

前三層神經網路啟用函式都使用relu,啟用函式就是將該層的輸出經過啟用函式轉換以後,作為下一層的輸入,這樣能避免多層網路都是線性模型。

最後一層網路啟用函式是sigmoid,是因為要輸出的是乙個概率值,這個概率值接近0則劃分為0類別,接近1則劃分為1類別。

model.compile(optimizer = 'rmsprop',loss = 'binary_crossentropy',metrics = ['accuracy'])
模型優化器,optimizer是優化函式,使用rmsprop即可,這是一種梯度下降優化函式,關於keras優化函式以後再詳細記錄。

loss是損失函式,可以自定義,也可以使用內建函式。

metrics是評判標準,也可以認為是評價指標或者效能評估函式,可以自定義。

x_val = x_train[:10000]

partial_x_train = x_train[10000:]

y_val = y_train[:10000]

partial_y_train = y_train[10000:]

擬合之前,

將資料切分成兩部分,用於選擇模型時的驗證。

history = model.fit(partial_x_train,partial_y_train,epochs = 20,batch_size = 512,validation_data=(x_val,y_val))
history是乙個history物件,包含accuracy,loss以及驗證集的accuracy和loss,可以根據這些指標的值選擇第二代的次數。

epochs就是迭代的次數,迭代越多次,訓練集上的正確率會越高,但是也會過擬合。 

batch_size是每一批的資料個數,在這裡就是每批512個資料。這個值越小,耗費的計算能力越多,因為權值的更新過於頻繁。但是太大,有缺少隨機性,容易陷入區域性最優。

我們可以根據這兩張圖象選擇合適的迭代次數來訓練我們最終的模型。

最後,多分類問題與二分類問題類似,區別在於

1.最後一層網路需要使用softmax啟用函式,這樣才能輸出多分類的概率分布。

2.損失函式需要使用categorical_crossentropy或者sparse_categorical_crossentropy,兩者的區別在於後者需要時整型資料。

3.注意最後一層的輸出單元要超過所分類別,不然結果不準確。

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