5_神经网络优化,y=x1+x2

川长思鸟来 2023-06-10 05:27 22阅读 0赞

# 1 神经元模型： #

上一节神经网络不算完整,因为计算公式应该是y=add (xi\*wi + b)  
![在这里插入图片描述][20191025213859356.png]

# 2、激活函数 #

引入非线性激活因素，提高模型的表达力。

常用的激活函数有：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 3、神经网络的复杂度 #

可以用神经网络的层数和神经网络待优化的参数个数来表示

# 4、神经网络的层数 #

层数=n个隐藏层 + 1个输出层

注意：一般不计入输入层

# 5、神经网络待优化的参数 #

神经网络所有参数w、b的个数

举例：下图为神经网络示意图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNDYwODE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

在该神经网络中，包含1个输入层、1个隐藏层和1个输出层，该神经网络的层数为2层。(不计入输入层)

在该神经网络中，参数的个数是所有参数w的个数加上所有参数b的总数，第一层参数用三行四列的二阶张量表示（即12个线上的权重w）再加上4个偏置b；第二层参数是四行两列的二阶张量（即8个线上的权重w）再加上2个偏置b。总参数=3*4+4+4*2+2=26。

# 第二次循环,神经网络优化,奶销量 #

在本篇文章中我们用一个预测酸奶日销量 y 的例子来验证神经网络优化的效果。x1、x2是影响日销量的两个因素。由于目前没有数据集，所以利用随机函数生成x1、x2，制造标准答案y\_=x1+x2，为了更真实，求和后还添加了正负0.05的随机噪声。

选择mse的损失函数，把自制的数据集喂入神经网络，构建神经网络，看训练出来的参数是否和标准答案y\_ = x1+x2

import tensorflow as tf
    import numpy as np
    #import
    batch_size = 8
    seed = 23455
    print("start")
    
    #构造数据集
    rdm = np.random.RandomState(seed)#随机数生成器
    X = rdm.rand(32,2)#32行,2列
    # print("X=\n",type(X),"\nvalue:\n",X )
    Y_ = [ [ x1+x2 + (rdm.rand()/10.0  - 0.05) ] for (x1, x2) in X ]  
    #rand 构造0-1 随机数, 除10以后,构造0-0.1的随机数, 在减0.05变成-0.05 - 0.05随机数
    #即噪声是 y=x1+x2+(正负0.05)
    
    # print(Y_)
    
    #输入
    x = tf.placeholder(tf.float32, shape=(None, 2))
    y_ = tf.placeholder(tf.float32, shape=(None,1))
    
    #待优化参数
    w1 = tf.Variable(tf.random_normal( [2,1], stddev=1, seed=1 ))
    
    #输出operation
    y = tf.matmul(x,w1)
    
    #损失函数跟反向传播方法
    loss_mse = tf.reduce_mean(tf.square(y_-y))
    train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.001).minimize(loss_mse)
    
    def train_neural(train_step):
        #开始会话,训练
        with tf.Session() as sess:
            init_op = tf.global_variables_initializer()
            sess.run(init_op)
            steps = 20000
            for i in range(steps): #循环20000次
                start = (i*batch_size)%32                      #0 8
                end = (i*batch_size)%32 + batch_size           #8 16
                sess.run(train_step, feed_dict={ x:X[start:end], y_:Y_[start:end]})
    
                if 0:
                    if i%500 == 0:
                        print("After %d training steps, w1 is: " % (i))
                        print(sess.run(w1), "\n")
            print("Final w1 is: \n", sess.run(w1))
            
    train_neural(train_step)

start
    Final w1 is: 
     [[0.98019385]
     [1.0159807 ]]

# 自定义损失函数 #

# loss = ∑nf(y\_,-y) #

f(y\_,y) =

(1) profit\*(y\_-y) y<y\_ 这里有利益了,profit就是利益率

(2) cost \* (y-y\_) y>=y\_ 这里赔本,成本率

# 假设酸奶成本为9元，利润为1元
    cost=9
    profit=1
    
    loss = tf.reduce_sum(tf.where(tf.greater(y,y_),cost*(y-y_), profit*(y_-y)))
    train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.001).minimize(loss) #传入函数
    #开始会话,训练
    
    train_neural(train_step)

Final w1 is: 
     [[0.9661967 ]
     [0.97694933]]

[20191025213859356.png]: /images/20230531/3ba9720eafcf4d998679988f357a5f03.png
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