theano中训练方法和模型的一些写法

本文通过实践Theano教程,总结了一种改进的逻辑回归实现方法。文章详细介绍了如何优化类的初始化过程,避免在初始化阶段引入外部不可传递的参数,同时实现了训练流程与数据加载的有效结合。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

按照这theano的tutorial开始跟着写了,因为去年年底之前学习过一段时间,但是当时时间少,并且很多地方也没搞懂,大多都是看着书来模仿,结果出错不好找地方之外,自己如果根据自己的想法随便写下结果就出错了。这几天好好的学习了下。我来总结下

在softmax或者逻辑回归的代码中:

1:在教程中写法是,先写一个类,在类的init方法中初始化w和b,以及计算概率。

2:然后分别再另外的函数中计算cost和error。

3:在类外来进行训练。

以上方法由于在init方法中,要进行概率计算,所以在初始化类的时候至少要传递进去x,在计算cost和error的时候要传递进去y。所以如果此时训练方法写在类内的话就不行。因为数据也是在训练方法内生成的,在类别没办法传递进去(此时,你也许会说在类外面单独加载数据怎么样?因为训练方法内其实传递进去的是数据的索引,所以这个在外面单独加载数据的话也不太现实。所以加载数据还是和训练方法写在一起是最方便的)


为了解决以上问题,很容易,就是把init方法中,把在类外面不能传递的参数,全部去掉,然后在别的计算的地方用到的话,再传递进去。比如把概率预测拿出来,写成一个函数,把x传递进去。然后其余的保持不变。这样在训练方法内,因为有对x和y的声明,以及对应数据的传递进去,所以不会出问题


我这里写好了一个,发上来作为备忘吧,为下一步的更高层次的封装做准备:

import numpy, theano, theano.tensor as T, gzip, cPickle

class NN():
    
    def __init__(self, n_in, n_out):
        self.w = theano.shared(numpy.asarray(numpy.zeros([n_in, n_out]), theano.config.floatX))
        self.b = theano.shared(numpy.asarray(numpy.zeros(n_out), theano.config.floatX))
    def get_probalblity(self, x):
        return  T.nnet.softmax(T.dot(x, self.w) + self.b)  
    def get_prediction(self, x, y):
        return T.argmax(self.get_probalblity(x), 1)
    def cost(self, x, y):
        p_y_given_x = self.get_probalblity(x)
        return  -T.mean(T.log(p_y_given_x[T.arange(y.shape[0]), y]))
    def error(self, x, y):
        prediction = self.get_prediction(x, y)
        return T.mean(T.neq(prediction, y))
    def load_data(self):
        f = gzip.open('mnist.pkl.gz')
        trainxy, validatexy, testxy = cPickle.load(f)
        def share_data(xy):
            x,y = xy
            x = theano.shared(numpy.asarray(x, theano.config.floatX))
            y = theano.shared(numpy.asarray(y, theano.config.floatX))
            return [x, T.cast(y, 'int32')]
        trainx, trainy = share_data(trainxy)
        validatex,validatey = share_data(validatexy)
        testx, testy = share_data(testxy)
        return [(trainx,trainy),(validatex,validatey),(testx,testy)]
    def train(self):
        x = T.matrix('x', theano.config.floatX)
        y = T.ivector('y')
        [(trainx,trainy),(validatex,validatey),(testx,testy)] = self.load_data()
        gw,gb = T.grad(self.cost(x,y), [self.w, self.b])
        index = T.lscalar()
       
        batch_size = 600
        trainModel = theano.function([index], self.cost(x,y), updates=[(self.w, self.w-0.13*gw), (self.b, self.b-0.13*gb)], givens={x:trainx[index*batch_size:(index+1)*batch_size], y:trainy[index*batch_size:(index+1)*batch_size]})
        validateModel = theano.function([index], self.error(x,y), givens={x:validatex[index*batch_size:(index+1)*batch_size], y:validatey[index*batch_size:(index+1)*batch_size]})
        testModel = theano.function([index], self.error(x,y), givens={x:testx[index*batch_size:(index+1)*batch_size], y:testy[index*batch_size:(index+1)*batch_size]})
        
        best_validate_error = numpy.Inf
        best_test_error = 0
        patience = 5000
        increasement = 2
        train_batchs = trainx.get_value().shape[0]/batch_size
        validate_batchs = validatex.get_value().shape[0]/batch_size
        test_batchs = testx.get_value().shape[0]/batch_size
        validate_frequency = min(patience/2, train_batchs)
        epochs = 1000
        epoch = 1
        ite = 0
        stopping = False
        while (epoch < epochs) and (not stopping):
            for i in xrange(train_batchs):
                ite += 1
                this_cost = trainModel(i)
                if ite%validate_frequency == 0:
                    this_validate_error = numpy.mean([validateModel(j) for j in xrange(validate_batchs)])
                    print ('ite:%d/%d, cost:%f, validate:%f'%(ite, epoch, this_cost, this_validate_error))    
                    if this_validate_error < best_validate_error:
                        if this_validate_error < 0.995*best_validate_error:
                            patience = max(patience, ite*increasement)
                        this_test_error = numpy.mean([testModel(j) for j in xrange(test_batchs)])
                        best_validate_error = this_validate_error
                        best_test_error = this_test_error
                        print ('ite:%d/%d, cost:%f, validate:%f, test:%f'%(ite, epoch, this_cost, this_validate_error, this_test_error))    
                if patience <= ite:
                    stopping = True
                    break
            epoch +=1
        print ('best validate error:%f, best test error:%f'%(best_validate_error, best_test_error))
        
        
if __name__ == '__main__':
    nn = NN(784, 10)
    nn.train()

以上训练结果,和tutorial给出的基本一致。

。。。。。

ite:5810/70, cost:0.329380, validate:0.075104
ite:5810/70, cost:0.329380, validate:0.075104, test:0.075000
ite:5893/71, cost:0.329054, validate:0.075208
ite:5976/72, cost:0.328735, validate:0.075104
ite:5976/72, cost:0.328735, validate:0.075104, test:0.075104
ite:6059/73, cost:0.328422, validate:0.075000
ite:6059/73, cost:0.328422, validate:0.075000, test:0.074896
ite:6142/74, cost:0.328116, validate:0.074792
ite:6142/74, cost:0.328116, validate:0.074792, test:0.074896
best validate error:0.074792, best test error:0.074896

评论 3
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值