使用配置文件进行模型调参

本文介绍了一种将模型超参数写入配置文件的方法,以实现调参过程与模型建立的分离。以随机森林为例,通过配置文件(如variables.ini)管理不同的调参方案,使得在调参时无需直接修改程序,简化了调参流程。

为实现模型建立过程与调参过程的分离,将模型的超参数写如配置文件中,以实现自动化调参

以随机森林为例:

超参数写入variables.ini配置文件中,每一个section可以作为一个调参的方案,并且在进行调参时,不需要对程序作出修改,简便了调参的过程

[RandomForest0]
n_estimators = [10,18,2]
criterion = ['gini','entropy']

[RandomForest1]
n_estimators = [10,20,4]
max_depth = [6,12,2]

读取配置文件

import configparser
config=configparser.ConfigParser()
config.read("variables.ini")

遍历配置文件中的超参数

#遍历配置文件中所有的section
for section in config.sections():
    #将每一个section中所有的参数保存在para字典中
    para=config.items(section)
    clf=RandomForestClassifier(random_state=10)
    for key, value in para:
    #遍历字典中所有的超参数
        value = eval(value)
        #判断参数列表长度如果为3,则采用range(start, end, step)的形式
        if len(value)!=3:
            param_test={key:value}
        else:
            start=value[0]
   
### 调整三层神经网络模型的超参数 对于三层神经网络模型而言,调整超参数是提升其性能的关键环节之一。为了有效优化模型,在调整过程中应遵循一定的策略。 #### 记录与管理调参过程 每次调整超参数都应当做好详细的记录工作,这有助于后续对比不同设置下的效果差异以及分享成果。最基础的方式可以是在文本文件中保存训练日志,并利用Excel表格来整理超参数及其对应的重要评估指标如训练误差等[^1]。更进一步,则可采用专门设计用于监控机器学习项目的工具,比如TensorBoard或Weight & Bias API接口来进行更加直观的数据展示和分析。 #### 单一变量原则 当尝试改进模型表现时,建议一次只变动单一超参数值并观察验证集上的变化情况(例如精度、损失),以此判断该特定配置项的影响程度;如果同时修改多项设定则难以区分具体哪一项发挥了主要作用。 #### 使用高效优化器 考虑到某些类型的超参数可能对最终结果影响较大,选择合适的优化方法显得尤为重要。相比于传统的随机梯度下降法(SGD),自适应矩估计(Adam)能够更好地处理各种初始条件并且相对不那么依赖于精细的手动调节,因此推荐优先考虑后者作为默认选项。 #### 关键超参数的选择 针对三层结构的前馈型人工神经元网络来说,以下几个方面值得特别关注: - **层数与每层节点数**:增加隐含层数目通常能增强表达能力但也可能导致过拟合风险上升;而适当增减各层内部单元数目同样会影响整体架构复杂性和泛化水平。 - **激活函数类型**:不同的非线性变换方式会改变信息传递机制从而间接塑造特征空间分布特性。ReLU系列因其计算效率高且不易引发梯度消失现象而在实践中被广泛采纳。 - **正则化强度**:通过引入L2惩罚项或其他形式约束措施防止过度拟合原始样本数据集之外的新实例预测准确性受损。 - **批量大小(batch size)** 和 学习率(learning rate): 这两个因素共同决定了反向传播更新权值的速度和平稳性。较小批次有利于获得更低方差估计但增加了迭代次数需求;反之较大的batch虽然加快收敛进程却容易陷入局部极小值陷阱。至于步长选取则需平衡探索未知解域范围同稳定逼近全局最优之间的关系。 ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import Dense, Dropout model = Sequential([ Dense(64, activation='relu', input_shape=(input_dim,)), Dropout(rate=0.5), Dense(32, activation='relu'), Dropout(rate=0.5), Dense(output_dim, activation='softmax') ]) optimizer = tf.keras.optimizers.Adam( learning_rate=0.001, ) model.compile(optimizer=optimizer, loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) history = model.fit(X_train, y_train, epochs=epochs_num, batch_size=batch_sz, validation_data=(X_val, y_val)) ```
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