matlab 深度学习工具箱

时间: 2023-05-29 09:05:31 浏览: 545
Matlab深度学习工具箱(Deep Learning Toolbox)是一款基于深度学习的工具箱,它提供了一系列用于构建、训练和部署深度神经网络的函数和应用程序。该工具箱支持多种深度学习应用,包括图像分类、对象检测、语音识别和自然语言处理等。 Matlab深度学习工具箱提供了一系列深度学习算法,包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)、长短时记忆网络(LSTM)等。此外,它还支持传统机器学习算法,如支持向量机(SVM)、k最近邻算法(KNN)等。 Matlab深度学习工具箱还提供了一系列可视化工具,用于可视化深度神经网络的结构和训练过程,以及分析模型的性能和效果。此外,它还支持在GPU上进行训练和推理,以加速深度学习的计算速度。 总之,Matlab深度学习工具箱是一款功能强大、易用性高的深度学习工具箱,可以帮助用户快速构建、训练和部署深度神经网络。
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深度学习工具包 Deprecation notice. ----- This toolbox is outdated and no longer maintained. There are much better tools available for deep learning than this toolbox, e.g. [Theano](http://deeplearning.net/software/theano/), [torch](http://torch.ch/) or [tensorflow](http://www.tensorflow.org/) I would suggest you use one of the tools mentioned above rather than use this toolbox. Best, Rasmus. DeepLearnToolbox ================ A Matlab toolbox for Deep Learning. Deep Learning is a new subfield of machine learning that focuses on learning deep hierarchical models of data. It is inspired by the human brain's apparent deep (layered, hierarchical) architecture. A good overview of the theory of Deep Learning theory is [Learning Deep Architectures for AI](http://www.iro.umontreal.ca/~bengioy/papers/ftml_book.pdf) For a more informal introduction, see the following videos by Geoffrey Hinton and Andrew Ng. * [The Next Generation of Neural Networks](http://www.youtube.com/watch?v=AyzOUbkUf3M) (Hinton, 2007) * [Recent Developments in Deep Learning](http://www.youtube.com/watch?v=VdIURAu1-aU) (Hinton, 2010) * [Unsupervised Feature Learning and Deep Learning](http://www.youtube.com/watch?v=ZmNOAtZIgIk) (Ng, 2011) If you use this toolbox in your research please cite [Prediction as a candidate for learning deep hierarchical models of data](http://www2.imm.dtu.dk/pubdb/views/publication_details.php?id=6284) @MASTERSTHESIS\{IMM2012-06284, author = "R. B. Palm", title = "Prediction as a candidate for learning deep hierarchical models of data", year = "2012", } Contact: rasmusbergpalm at gmail dot com Directories included in the toolbox ----------------------------------- NN/ - A library for Feedforward Backpropagation Neural Networks CNN/ - A library for Convolutional Neural Networks DBN/ - A library for Deep Belief Networks SAE/ - A library for Stacked Auto-Encoders CAE/ - A library for Convolutional Auto-Encoders util/ - Utility functions used by the libraries data/ - Data used by the examples tests/ - unit tests to verify toolbox is working For references on each library check REFS.md Setup ----- 1. Download. 2. addpath(genpath('DeepLearnToolbox')); Example: Deep Belief Network --------------------- matlab function test_example_DBN load mnist_uint8; train_x = double(train_x) / 255; test_x = double(test_x) / 255; train_y = double(train_y); test_y = double(test_y); %% ex1 train a 100 hidden unit RBM and visualize its weights rand('state',0) dbn.sizes = [100]; opts.numepochs = 1; opts.batchsize = 100; opts.momentum = 0; opts.alpha = 1; dbn = dbnsetup(dbn, train_x, opts); dbn = dbntrain(dbn, train_x, opts); figure; visualize(dbn.rbm{1}.W'); % Visualize the RBM weights %% ex2 train a 100-100 hidden unit DBN and use its weights to initialize a NN rand('state',0) %train dbn dbn.sizes = [100 100]; opts.numepochs = 1; opts.batchsize = 100; opts.momentum = 0; opts.alpha = 1; dbn = dbnsetup(dbn, train_x, opts); dbn = dbntrain(dbn, train_x, opts); %unfold dbn to nn nn = dbnunfoldtonn(dbn, 10); nn.activation_function = 'sigm'; %train nn opts.numepochs = 1; opts.batchsize = 100; nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.10, 'Too big error'); Example: Stacked Auto-Encoders --------------------- matlab function test_example_SAE load mnist_uint8; train_x = double(train_x)/255; test_x = double(test_x)/255; train_y = double(train_y); test_y = double(test_y); %% ex1 train a 100 hidden unit SDAE and use it to initialize a FFNN % Setup and train a stacked denoising autoencoder (SDAE) rand('state',0) sae = saesetup([784 100]); sae.ae{1}.activation_function = 'sigm'; sae.ae{1}.learningRate = 1; sae.ae{1}.inputZeroMaskedFraction = 0.5; opts.numepochs = 1; opts.batchsize = 100; sae = saetrain(sae, train_x, opts); visualize(sae.ae{1}.W{1}(:,2:end)') % Use the SDAE to initialize a FFNN nn = nnsetup([784 100 10]); nn.activation_function = 'sigm'; nn.learningRate = 1; nn.W{1} = sae.ae{1}.W{1}; % Train the FFNN opts.numepochs = 1; opts.batchsize = 100; nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.16, 'Too big error'); Example: Convolutional Neural Nets --------------------- matlab function test_example_CNN load mnist_uint8; train_x = double(reshape(train_x',28,28,60000))/255; test_x = double(reshape(test_x',28,28,10000))/255; train_y = double(train_y'); test_y = double(test_y'); %% ex1 Train a 6c-2s-12c-2s Convolutional neural network %will run 1 epoch in about 200 second and get around 11% error. %With 100 epochs you'll get around 1.2% error rand('state',0) cnn.layers = { struct('type', 'i') %input layer struct('type', 'c', 'outputmaps', 6, 'kernelsize', 5) %convolution layer struct('type', 's', 'scale', 2) %sub sampling layer struct('type', 'c', 'outputmaps', 12, 'kernelsize', 5) %convolution layer struct('type', 's', 'scale', 2) %subsampling layer }; cnn = cnnsetup(cnn, train_x, train_y); opts.alpha = 1; opts.batchsize = 50; opts.numepochs = 1; cnn = cnntrain(cnn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = cnntest(cnn, test_x, test_y); %plot mean squared error figure; plot(cnn.rL); assert(er<0.12, 'Too big error'); Example: Neural Networks --------------------- matlab function test_example_NN load mnist_uint8; train_x = double(train_x) / 255; test_x = double(test_x) / 255; train_y = double(train_y); test_y = double(test_y); % normalize [train_x, mu, sigma] = zscore(train_x); test_x = normalize(test_x, mu, sigma); %% ex1 vanilla neural net rand('state',0) nn = nnsetup([784 100 10]); opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through data opts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samples [nn, L] = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.08, 'Too big error'); %% ex2 neural net with L2 weight decay rand('state',0) nn = nnsetup([784 100 10]); nn.weightPenaltyL2 = 1e-4; % L2 weight decay opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through data opts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samples nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.1, 'Too big error'); %% ex3 neural net with dropout rand('state',0) nn = nnsetup([784 100 10]); nn.dropoutFraction = 0.5; % Dropout fraction opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through data opts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samples nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.1, 'Too big error'); %% ex4 neural net with sigmoid activation function rand('state',0) nn = nnsetup([784 100 10]); nn.activation_function = 'sigm'; % Sigmoid activation function nn.learningRate = 1; % Sigm require a lower learning rate opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through data opts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samples nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.1, 'Too big error'); %% ex5 plotting functionality rand('state',0) nn = nnsetup([784 20 10]); opts.numepochs = 5; % Number of full sweeps through data nn.output = 'softmax'; % use softmax output opts.batchsize = 1000; % Take a mean gradient step over this many samples opts.plot = 1; % enable plotting nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts); [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.1, 'Too big error'); %% ex6 neural net with sigmoid activation and plotting of validation and training error % split training data into training and validation data vx = train_x(1:10000,:); tx = train_x(10001:end,:); vy = train_y(1:10000,:); ty = train_y(10001:end,:); rand('state',0) nn = nnsetup([784 20 10]); nn.output = 'softmax'; % use softmax output opts.numepochs = 5; % Number of full sweeps through data opts.batchsize = 1000; % Take a mean gradient step over this many samples opts.plot = 1; % enable plotting nn = nntrain(nn, tx, ty, opts, vx, vy); % nntrain takes validation set as last two arguments (optionally) [er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y); assert(er < 0.1, 'Too big error'); [![Bitdeli Badge](https://d2weczhvl823v0.cloudfront.net/rasmusbergpalm/deeplearntoolbox/trend.png)](https://bitdeli.com/free "Bitdeli Badge")

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