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吴恩达机器学习-第二课-第二周

时间:2024-04-16 21:55:17浏览次数:23  
标签:输出 吴恩达 第二课 sigmoid 第二周 Softmax 使用 激活 函数

吴恩达机器学习

学习视频参考b站:吴恩达机器学习
本文是参照视频学习的随手笔记,便于后续回顾

TensorFlow实现神经网络

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模型训练细节

训练步骤与和逻辑回归的比较

训练模型分为三步:
1.确定f(x)函数
2.确定损失函数和代价函数
3.通过数据训练寻找最小值
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详细介绍

1.创建模型
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2.损失和代价函数
如果模型解决回归而不是分类问题,可以用别的损失函数,例如下方的MeanSquareError()
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3.梯度下降
调用model.fit函数设定输入输出与迭代次数
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Neural network libraries--神经网络库:像是TensorFlow和PyTorch

激活函数(Activation Function)

sigmoid激活函数替代(Alternatives to the sigmoid activation)

需求预测模型
替代函数像是ReLU(Rectified Linear Unit)
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常用的激活函数
使用线性激活函数经常说是没有使用激活函数,因为g(z)=z
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如何选择激活函数

如果是二进制分类问题,使用sigmoid函数
如果是回归,输出有正负,使用线型激活函数
如果是回归,输出只有正,使用ReLU函数
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现如今大多数都是使用ReLU函数而不是sigmoid函数,原因:
1.sigmoid要取幂等等操作,繁琐
2.ReLU左边一段是平的,而sigmoid两边都是平的,会导致梯度下降会很慢,图像有很多平坦
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Summary

隐藏层建议只使用ReLU,输出层如果是二进制分类问题,可以使用sigmoid
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还有很多不同不同的激活函数,在某些具体情况可能效率高

为什么需要激活函数

如果激活函数都是用线性函数,模型训练会跟线性回归没有什么区别
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全部使用线性函数,模型做的就是线性回归,只在最后输出层使用sigmoid函数,模型做的就是逻辑回归
所以不要在隐藏层使用线性函数
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多分类问题(Multiclass

定义&示例

定义:不只是取0,1两个值,可以取少量的超过两个的值
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示例:划分空间界限,求不同值的概率
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Softmax(Regression Algorithm)

输出值a的表达式

是逻辑回归的推广,是多类分类上下文的二进制分类算法
4个可能输出示例(Softmax):
所有值的可能性相加为1,如果输出值只有2个,那么Softmax回归算法和逻辑回归算法一样
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损失函数与代价函数

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神经网络的Softmax输出

使用Softmax函数的输出层常常称为Softmax层
Softmax层的每一个输出值都需要z1......z10所有的函数值作为输入
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TensorFlow实现

损失函数使用SparseCategoricalCrossentropy(稀疏分类交叉熵)函数
以下这个版本的代码不推荐使用,下面会提供效果更好的实施版本,使用下面标题的代码!!!
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TensorFlow的改进实现

同一个值,通过不同的计算方式减少舍入误差
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逻辑回归改进

直接指定他的loss函数而不是通过中间值a来传值,效果会更好
from_logits=true指的是通过z来传值,就像是跳过中间值a直接指定loss函数
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Softmax函数改进

记住输出层的激活函数要改成线性函数,因为要直接提供z
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因为输出层改成线性函数,所以输出值不再是输出概率a1......a10,而是值z1......z10
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多个输出的多分类(Classification with multiple outputs)

每个图都检测三个01的分类问题(多标签分类)
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用一个神经网络解决三个分类问题,输出层使用sigmoid函数(解决01问题),而不是用三个神经网络
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高级优化方法

为什么需要优化方法?

在梯度下降过程中,学习率或大或小,导致梯度下降参数更新的效率并不高,所以需要一个算法更新学习率α
因此引入Adam算法
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Adam算法

并没有全局单一的学习率α
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梯度下降朝着正确的方向进行,就可以增大学习率,如果来回震荡,就可以适当减少学习率
具体实现比较复杂,在此不做讲解
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Adam需要设置初始学习率,这里设置的是0.03
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其他的网络层类型

之前学习的网络层都是密集层类型(dense),每一个神经元都使用上一层的所有输出
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这里介绍一个不同的类型,像是卷积层(Convolutional Layer)
每一个神经元都使用前一层的一部分输出作为输入
原因:
1.加快计算速度
2.可以使用更少的训练数据,并且不太容易过拟合(Overfitting)
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如果有多个卷积层,就称为卷积神经网络(Convolutional Neural Network)
示例心电图
把列数据分为x1......x100作为输入
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Summary

本周主要学习了以下内容:
1.如何使用TensorFlow实现神经网络,模型训练的步骤
2.如何选择激活函数,为什么需要激活函数
3.Softmax回归算法实现多分类,损失函数与代价函数,代码实现,代码改进
4.高级优化方法Adam算法
5.卷积层与卷积神经网络的概念

标签:输出,吴恩达,第二课,sigmoid,第二周,Softmax,使用,激活,函数
From: https://www.cnblogs.com/Mmbhcyt/p/18133513

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