- 利用神经网络进行区分类型（分类）
本文就是用最简单的途径来看看神经网络是怎么进行事物的分类.具体的实现如下。
import torch
import torch.nn.functional as tf
import matplotlib.pyplot as plt
from torch.autograd import Variable
#创建一些假数据
n_data = torch.ones(100, 2) # 数据的基本形态
x0 = torch.normal(2*n_data, 1) # 类型0 x data (tensor), shape=(100, 2)
y0 = torch.zeros(100) # 类型0 y data (tensor), shape=(100, 1)
x1 = torch.normal(-2*n_data, 1) # 类型1 x data (tensor), shape=(100, 1)
y1 = torch.ones(100) # 类型1 y data (tensor), shape=(100, 1)
# 注意 x, y 数据的数据形式是一定要像下面一样 (torch.cat 是在合并数据)
x = torch.cat((x0, x1), 0).type(torch.FloatTensor) # FloatTensor = 32-bit floating
y = torch.cat((y0, y1), ).type(torch.LongTensor) # LongTensor = 64-bit integer
# torch 只能在 Variable 上训练, 所以把它们变成 Variable
x, y = Variable(x), Variable(y)
#plt.scatter(x.data.numpy()[:, 0], x.data.numpy()[:, 1], c=y.data.numpy(), s=100, lw=0, cmap='RdYlGn')
#plt.show()
建立一个神经网络我们可以直接运用 torch 中的体系. 先定义所有的层属性(init()), 然后再一层层搭建(forward(x))层于层的关系链接. 这个和我们在前面 regression 的时候的神经网络基本没差. 建立关系的时候, 我们会用到激励函数,
#建立神经网络
class Net(torch.nn.Module): # 继承 torch 的 Module
def __init__(self, n_feature, n_hidden, n_output):
super(Net, self).__init__() # 继承 __init__ 功能
self.hidden = torch.nn.Linear(n_feature, n_hidden) # 隐藏层线性输出
self.out = torch.nn.Linear(n_hidden, n_output) # 输出层线性输出
def forward(self, x):
# 正向传播输入值, 神经网络分析出输出值
x = F.relu(self.hidden(x)) # 激励函数(隐藏层的线性值)
x = self.out(x) # 输出值, 但是这个不是预测值, 预测值还需要再另外计算
return x
net = Net(n_feature=2, n_hidden=10, n_output=2) # 几个类别就几个 output
print(net)
#训练网络
# optimizer 是训练的工具
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.02) # 传入 net 的所有参数, 学习率
# 算误差的时候, 注意真实值!不是! one-hot 形式的, 而是1D Tensor, (batch,)
# 但是预测值是2D tensor (batch, n_classes)
loss_func = torch.nn.CrossEntropyLoss()
for t in range(100):
out = net(x) # 喂给 net 训练数据 x, 输出分析值
loss = loss_func(out, y) # 计算两者的误差
optimizer.zero_grad() # 清空上一步的残余更新参数值
loss.backward() # 误差反向传播, 计算参数更新值
optimizer.step() # 将参数更新值施加到 net 的 parameters 上
#可视化训练过程
if t % 2 == 0:
plt.cla()
prediction = torch.max(out, 1)[1]
pre_y = prediction.data.numpy().squeeze()
target_y = y.data.numpy()
plt.scatter(x.data.numpy()[:, 0], x.data.numpy()[:, 1], c=pre_y, s=100, lw=0, cmap='RdYlGn')
accuracy = sum(pre_y == target_y)/200
plt.text(1.5, -4, 'Accuracy=%.2f' % accuracy, fontdict={'size': 20, 'color': 'red'})
plt.pause(0.1)
plt.ioff()
plt.show()结果显示
- 完整代码如下
import torch
import torch.nn.functional as tf
import matplotlib.pyplot as plt
from torch.autograd import Variable
n_data = torch.ones(100, 2)
x0 = torch.normal(2*n_data, 1)
y0 = torch.zeros(100)
x1 = torch.normal(-2*n_data, 1)
y1 = torch.ones(100)
x = torch.cat((x0, x1), 0).type(torch.FloatTensor)
y = torch.cat((y0, y1), ).type(torch.LongTensor)
x, y = Variable(x), Variable(y)
#plt.scatter(x.data.numpy()[:, 0], x.data.numpy()[:, 1], c=y.data.numpy(), s=100, lw=0, cmap='RdYlGn')
#plt.show()
class Net(torch.nn.Module):
def __init__(self, n_feature, n_hidden, n_output):
super(Net, self).__init__()
self.hidden = torch.nn.Linear(n_feature, n_hidden)
self.out = torch.nn.Linear(n_hidden, n_output)
def forward(self, x):
x = tf.relu(self.hidden(x))
x = self.out(x)
return x
net = Net(n_feature=2, n_hidden=10, n_output=2)
print(net)
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.02)
loss_func = torch.nn.CrossEntropyLoss()
plt.ion()
for t in range(100):
out = net(x)
loss = loss_func(out, y)
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
if t % 2 == 0:
plt.cla()
prediction = torch.max(out, 1)[1]
pre_y = prediction.data.numpy().squeeze()
target_y = y.data.numpy()
plt.scatter(x.data.numpy()[:, 0], x.data.numpy()[:, 1], c=pre_y, s=100, lw=0, cmap='RdYlGn')
accuracy = sum(pre_y == target_y)/200
plt.text(1.5, -4, 'Accuracy=%.2f' % accuracy, fontdict={'size': 20, 'color': 'red'})
plt.pause(0.1)
plt.ioff()
plt.show()
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