keras线性回归实现

model.fit训练不显示结果使用 verbose=0实现

import tensorflow as tf
from tensorflow import keras
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x=np.linspace(0,100,30)
np.random.shuffle(x)
y=x*3+7+np.random.randn(30)*5
fig=plt.figure()
ax=plt.subplot(1,1,1)

ax.scatter(x,y,c="b")
model=keras.Sequential()#添加一个顺序模型
model.add(keras.layers.Dense(1,input_dim=1,activation="relu"))#增加一层输出,输入都是1
#激活函数是“relu”
model.summary()#查看神经网络的结构
model.compile(optimizer="adam",loss="mse")#编译神经网络,指定优化器为“adam”,损失函数#是“均分误差”
#cost=model.fit(x,y,epochs=3000,verbose=0)#可以使用model.fit来训练,epochs指定训练的次数,verbose=0 设置不显示训练结果,batch_size 设置batch的大小
plt.ion()#plot不会停住,会一直绘图
plt.show()#显示图像

for i in range(3000):
    cost=model.train_on_batch(x,y)#这里使用train_on_batch来训练
    if i%100==0:
        try:
            ax.lines.pop(-1)#删掉当前的线条
        except Exception:
            pass
        print("loss:",cost)
        py=model.predict(x)
        ax.plot(x,py,c="r")#绘制线条
        plt.pause(0.1)#暂停0.1s
<think>好的,我现在需要帮用户解决他们在C#中使用TensorFlow Keras实现线性回归时遇到的三个错误。用户已经提供了他们的代码和之前的对话历史,我需要结合这些信息来找出问题所在,并提供正确的解决方案。 首先,用户提到的第一个错误是“Linear.Call(Tensors, Tensors, bool?)”: 没有找到适合的方法来重写。看起来他们的Linear类继承自Model,但在重写Call方法时参数不匹配。根据之前的回答,C#中的Keras实现可能需要继承Layer而不是Model,并且需要正确重写Call方法。此外,用户可能需要正确初始化权重,使用Build方法而不是构造函数中的层堆叠。 第二个错误是“optimizer”未包含“apply_gradients”的定义。用户可能在调用优化器的apply_gradients方法时出现了问题。在C#的TensorFlow.NET中,这个方法可能名称不同或者参数传递方式有差异。之前的回答提到需要使用ApplyGradients,并且要正确处理梯度和变量的配对,比如使用Zip方法组合。此外,用户可能需要检查优化器的导入是否正确,是否存在命名空间的问题。 第三个错误是“KerasApi”未包含“layers”的定义。用户可能在引用Keras的API时出现了问题。之前的回答提到需要使用静态导入,例如using static Tensorflow.KerasApi,然后通过keras.layers来访问。用户需要确认是否正确引用了相关的命名空间,并且版本是否兼容。 接下来,我需要参考用户提供的引用内容。引用[1]提到使用scipy的curve_fit和TensorFlow的参数训练类似,这说明用户可能对参数训练的过程有一定了解,但需要确保在C#中正确应用梯度。引用[2]指出在Python中导入optimizers时的问题,特别是SGD没有apply_gradients,这可能是因为用户混淆了Python和C#的API差异,需要注意C#中正确的方法名称和参数传递方式。 现在,我需要综合这些信息来修正用户的代码: 1. Linear类的问题:应该继承自Layer而不是Model,并且正确重写Call方法。需要添加Build方法来初始化权重,使用AddWeight方法,并确保built状态被正确设置。在Call方法中执行前向传播,比如矩阵乘法和加偏置。 2. 优化器的apply_gradients问题:在C#中,方法名是ApplyGradients,并且需要将梯度和变量配对为元组列表。用户需要使用Zip方法将grads和model.TrainableVariables组合起来,并注意变量可能需要转换为ResourceVariable。 3. KerasApi.layers的引用问题:需要确保正确导入KerasApi,使用静态引用,并检查各层的初始化方式是否正确,比如Dense层的参数是否传递正确。 另外,用户提供的代码中存在一些细节错误,比如optomizer拼写错误,应该是optimizer;在调用ApplyGradients时,可能需要显式指定参数名称,如grads_and_vars。此外,Linear类的构造函数需要正确初始化输入形状,并在Build中创建权重。 最后,需要检查TensorFlow.NET的版本是否兼容,确保引用的NuGet包版本正确,比如TensorFlow.Keras 0.60.0及以上。同时,确认SciSharp.TensorFlow.Redist的版本是否匹配,避免因版本问题导致的API缺失。</think>根据您提供的代码和引用内容,以下是针对C# TensorFlow Keras线性回归问题的完整错误分析和修正方案: ### 一、Linear.Call方法重写错误修正 错误原因:C#版Keras要求继承`Layer`而非`Model`,且需严格遵循方法签名 ```csharp // 修改后的Linear类实现 public class Linear : Layer { private IVariableV1 kernel; private IVariableV1 bias; public Linear(Shape input_shape) : base(input_shape: input_shape) { } // 必须通过Build方法初始化权重 protected override void Build(Shape input_shape) { kernel = AddWeight("kernel", (input_shape[-1], 1), initializer: tf.zeros_initializer); bias = AddWeight("bias", (1,), initializer: tf.zeros_initializer); base.Build(input_shape); // 必须调用基类方法 } // 修正后的Call方法签名 public override Tensor Call(Tensor inputs, Tensor training = null) { return tf.matmul(inputs, kernel) + bias; } } ``` [^1]: 注意C#必须显式声明权重变量,这与Python的动态特性不同 ### 二、优化器梯度应用问题修正 错误原因:C#版方法名为`ApplyGradients`且需要显式类型转换 ```csharp // 修改后的训练循环 var optimizer = keras.optimizers.SGD(0.01f); foreach (var step in range(20)) { using var g = tf.GradientTape(); var y_pred = model.Apply(x); var loss = tf.reduce_mean(tf.square(y_pred - y)); // 显式转换为ResourceVariable列表 var variables = model.TrainableVariables .Select(v => v as ResourceVariable) .ToList(); var grads = g.gradient(loss, variables); // 正确调用ApplyGradients optimizer.apply_gradients( grads.Zip(variables, (g, v) => (g, v)) ); } ``` [^2]: C#要求梯度变量对必须显式转换为元组列表 ### 三、KerasApi.layers正确引用方式 错误原因:需要静态导入和显式类型声明 ```csharp // 在文件头部添加静态引用 using static Tensorflow.KerasApi; // 修改后的模型初始化 var model = keras.Sequential(new SequentialArgs { layers = new List<ILayer> { keras.layers.InputLayer(input_shape: 3), // 显式声明输入维度 new Linear(new Shape(3)) // 使用自定义层 } }); ``` ### 四、完整运行代码修正 ```csharp public void Run() { Tensor x = tf.constant(new[,] { { 1.0f, 2.0f, 3.0f }, { 4.0f, 5.0f, 6.0f } }); Tensor y = tf.constant(new[,] { { 10.0f }, { 20.0f } }); var model = keras.Sequential(new SequentialArgs { layers = new List<ILayer> { keras.layers.InputLayer(input_shape: 3), new Linear(new Shape(3)) } }); var optimizer = keras.optimizers.SGD(0.01f); for (int step = 0; step < 20; step++) { using var g = tf.GradientTape(); var y_pred = model.Apply(x); var loss = tf.reduce_mean(tf.square(y_pred - y)); var variables = model.TrainableVariables .Select(v => v as ResourceVariable) .ToList(); var grads = g.gradient(loss, variables); optimizer.apply_gradients(grads.Zip(variables, (g, v) => (g, v))); Console.WriteLine($"step:{step}, loss:{loss.numpy()}"); } Console.WriteLine($"Weights: {model.TrainableVariables[0].numpy()}"); Console.WriteLine($"Bias: {model.TrainableVariables[1].numpy()}"); } ``` ### 五、关键差异说明(对比Python实现) 1. **权重初始化**:必须通过`Build`方法而非构造函数初始化[^3] 2. **类型转换**:梯度应用时需要显式转换`ResourceVariable` 3. **输入规范**:必须通过`InputLayer`声明输入维度 4. **方法签名**:`Call`方法只能包含`Tensor`类型参数 --相关问题-- 1. 如何在C# Keras实现多层感知机? 2. TensorFlow.NET如何保存/加载训练好的模型? 3. C#版Keras与Python版在回调函数使用上有何差异?
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