『TensorFlow』读书笔记_多层感知机

多层感知机

输入->线性变换->Relu激活->线性变换->Softmax分类

多层感知机将mnist的结果提升到了98%左右的水平

知识点

过拟合：采用dropout解决，本质是bagging方法，相当于集成学习，注意dropout训练时设置为0~1的小数，测试时设置为1，不需要关闭节点

学习率难以设定：Adagrad等自适应学习率方法

深层网络梯度弥散：Relu激活取代sigmoid激活，不过输出层仍然使用sigmoid激活

对于ReLU激活函数，常用截断正态分布，避免0梯度和完全对称

对于Softmax分类（也就是sigmoid激活），由于对0附近最敏感，所以采用全0初始权重

代码如下

# Author : Hellcat
# Time   : 2017/12/7

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

mnist = input_data.read_data_sets('../../../Mnist_data',one_hot=True)
sess = tf.InteractiveSession()

in_units = 784
h1_units = 300

# 对于ReLU激活函数，常用截断正态分布，避免0梯度和完全对称
# 对于Softmax分类（也就是sigmoid激活），由于对0附近最敏感，所以采用全0初始权重
W1 = tf.Variable(tf.truncated_normal([in_units, h1_units],stddev=0.1))
b1 = tf.Variable(tf.zeros([h1_units], dtype=tf.float32))
W2 = tf.Variable(tf.zeros([h1_units, 10], dtype=tf.float32))
b2 = tf.Variable(tf.zeros([10], dtype=tf.float32))

x = tf.placeholder(tf.float32, [None, in_units])
y_ = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])
keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)

hidden1 = tf.nn.relu(tf.add(tf.matmul(x, W1), b1))
hidden1_drop = tf.nn.dropout(hidden1, keep_prob)
y = tf.nn.softmax(tf.add(tf.matmul(hidden1_drop, W2), b2))

cross_entropy = tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(y_ * tf.log(y), axis=1))
# train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.5).minimize(cross_entropy)
train_step = tf.train.AdagradOptimizer(0.3).minimize(cross_entropy)

correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y,axis=1), tf.argmax(y_,axis=1))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))

tf.global_variables_initializer().run()
for i in range(3000):
    batch_xs, batch_ys = mnist.train.next_batch(100)
    train_step.run({x:batch_xs, y_:batch_ys, keep_prob:0.5})
    if i % 100 == 0:
        print('当前迭代次数{0}，当前准确率{1:.3f}'.
              format(i,accuracy.eval({x:batch_xs, y_:batch_ys, keep_prob:1.0})))
print(accuracy.eval({x:mnist.test.images, y_:mnist.test.labels, keep_prob:1.0}))

输出如下，

当前迭代次数0，当前准确率0.350
当前迭代次数100，当前准确率0.950
当前迭代次数200，当前准确率0.960
当前迭代次数300，当前准确率0.940
当前迭代次数400，当前准确率0.940
当前迭代次数500，当前准确率0.980
当前迭代次数600，当前准确率0.990
当前迭代次数700，当前准确率0.990
当前迭代次数800，当前准确率1.000
当前迭代次数900，当前准确率0.970
当前迭代次数1000，当前准确率0.980
当前迭代次数1100，当前准确率0.960
当前迭代次数1200，当前准确率1.000
当前迭代次数1300，当前准确率0.970
当前迭代次数1400，当前准确率0.990
当前迭代次数1500，当前准确率1.000
当前迭代次数1600，当前准确率1.000
当前迭代次数1700，当前准确率1.000
当前迭代次数1800，当前准确率0.980
当前迭代次数1900，当前准确率0.980
当前迭代次数2000，当前准确率1.000
当前迭代次数2100，当前准确率1.000
当前迭代次数2200，当前准确率1.000
当前迭代次数2300，当前准确率0.990
当前迭代次数2400，当前准确率1.000
当前迭代次数2500，当前准确率1.000
当前迭代次数2600，当前准确率0.990
当前迭代次数2700，当前准确率0.980
当前迭代次数2800，当前准确率0.990
当前迭代次数2900，当前准确率0.980
0.9778

有意思的是，使用tf.train.AdagradOptimizer()优化器时偶尔会出错，使用梯度下降优化器之后再修改回来就没问题了，可能是我的解释器出问题了。