TensorFlow实现简单的深度神经网络-DNN

环境设定

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import tensorflow as tf
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
import os

os.environ['TF_CPP_MIN_LOG_LEVEL'] = '2'

数据准备

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# 使用tensorflow自带的工具加载MNIST手写数字集合
mnist = input_data.read_data_sets('data/mnist', one_hot=True)

# 查看数据的维度和target的维度
print(mnist.train.images.shape)
print(mnist.train.labels.shape)

准备好placeholder

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X = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784])
Y = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])

准备权重参数

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# 网格参数设置--三层网络结构
n_input = 784 # MNIST 数据输入(28*28*1=784)
n_hidden_1 = 512 # 第一个隐层
n_hidden_2 = 256 # 第二个隐层
n_hidden_3 = 128 # 第三个隐层
n_classes = 10 # MNIST 总共10个手写数字类别

# 权重参数
weights = {
'h1': tf.Variable(tf.random_normal([n_input, n_hidden_1])),
'h2': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden_1, n_hidden_2])),
'h3': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden_2, n_hidden_3])),
'out': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden_3, n_classes]))
}

biases = {
'b1': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden_1])),
'b2': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden_2])),
'b3': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden_3])),
'out': tf.Variable(tf.random_normal([n_classes]))
}

构建网络计算graph

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def multilayerPerceptron(x, weights, biases):
"""
# 前向传播 y = wx + b
:param x: x
:param weights: w
:param biases: b
:return:
"""
# 计算第一个隐层,使用激活函数
layer1 = tf.nn.sigmoid(tf.add(tf.matmul(x, weights['h1']), biases['b1']))
# 计算第二个隐层,使用激活函数
layer2 = tf.nn.sigmoid(tf.add(tf.matmul(layer1, weights['h2']), biases['b2']))
# 计算第三个隐层,使用激活函数
layer3 = tf.nn.sigmoid(tf.add(tf.matmul(layer2, weights['h3']), biases['b3']))
# 计算第输出层。
outLayer = tf.add(tf.matmul(layer3, weights['out']), biases['out'])

return outLayer

获取预测值得score

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predictValue = multilayerPerceptron(X, weights, biases)

计算损失函数并初始化optimizer

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learnRate = 0.01
loss = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=predictValue, labels=Y))
optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=learnRate).minimize(loss)

# 验证数据
correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(predictValue, 1), tf.argmax(Y, 1))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, 'float'))
print("FUNCTIONS READY!!")

初始化变量

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init = tf.global_variables_initializer()

在session中执行graph定义的运算

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# 训练的总轮数
trainEpochs = 20
# 每一批训练的数据大小
batchSize = 128
# 信息显示的频数
displayStep = 5


with tf.Session() as sess:
# 初始化变量
sess.run(init)
# 训练
for epoch in range(trainEpochs):
avg_loss = 0.
totalBatch = int(mnist.train.num_examples/batchSize)
# 遍历所有batch
for i in range(totalBatch):
batchX, batchY = mnist.train.next_batch(batchSize)
# 使用optimizer进行优化
_, loss_value = sess.run([optimizer, loss], feed_dict={X: batchX, Y: batchY})
# 求平均损失值
avg_loss += loss_value/totalBatch

# 显示信息
if (epoch+1) % displayStep == 0:
print("Epoch: %04d %04d Loss:%.9f" % (epoch, trainEpochs, avg_loss))
train_acc = sess.run(accuracy, feed_dict={X: batchX, Y: batchY})
print("Train Accuracy: %.3f" % train_acc)
test_acc = sess.run(accuracy, feed_dict={X: mnist.test.images, Y: mnist.test.labels})
print("Test Accuracy: %.3f" % test_acc)

print("Optimization Finished")

运行结果

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Extracting data/mnist\train-images-idx3-ubyte.gz
Extracting data/mnist\train-labels-idx1-ubyte.gz
Extracting data/mnist\t10k-images-idx3-ubyte.gz
Extracting data/mnist\t10k-labels-idx1-ubyte.gz
(55000, 784)
(55000, 10)
FUNCTIONS READY!!
Epoch: 0004 0020 Loss:0.188512910
Train Accuracy: 1.000
Test Accuracy: 0.947
Epoch: 0009 0020 Loss:0.142638438
Train Accuracy: 0.969
Test Accuracy: 0.954
Epoch: 0014 0020 Loss:0.125044704
Train Accuracy: 0.969
Test Accuracy: 0.952
Epoch: 0019 0020 Loss:0.114395266
Train Accuracy: 0.984
Test Accuracy: 0.957
Optimization Finished

结论:简单写了个神经网络,没有进行参数调试。

转载请注明:Seven的博客

本文标题:TensorFlow实现简单的深度神经网络-DNN

文章作者:Seven

发布时间:2018年08月16日 - 00:00:00

最后更新:2018年12月11日 - 22:07:35

原始链接:http://yoursite.com/2018/08/16/2018-08-16-DL-DNN-python/

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