并以下载的手写体数据集(分训练样例和测试样例)训练该网络,用训练好的模型识别新样例,用表格记录训练参数和测试结果。

时间: 2023-12-29 17:05:42 浏览: 38
好的,您的问题是关于手写体识别模型的训练和测试。我可以为您解答和提供一些建议。 首先,您需要准备一个手写体数据集,其中包含训练样例和测试样例。您可以从网上找到一些公开的数据集,例如MNIST、EMNIST等。这些数据集已经被广泛使用,可以作为您的起点。如果您希望使用自己的数据集,可以将手写数字图片转换成数字矩阵,并保存成相应的文件格式。 然后,您需要选择一个适合手写体识别任务的深度学习模型。常用的模型包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)和变换器(Transformer)等。您可以根据自己的需求和实际情况选择适合的模型。在此,我们以CNN为例。 接下来,您需要训练CNN模型。训练过程可以使用Python编程语言和深度学习框架来实现,例如TensorFlow、PyTorch等。您需要定义模型结构、优化算法、损失函数等,并将训练集输入模型中进行训练。训练过程需要调整模型参数,使得模型在训练集上表现良好。同时,为了防止过拟合,您需要使用验证集来调整模型参数。具体的训练过程可以参考深度学习相关的教程和文献。 最后,您需要用训练好的模型来识别新样例。您可以将测试样例输入模型中进行预测,并记录预测结果和真实标签。根据预测结果和真实标签,您可以计算模型的准确率、精度、召回率等指标,以评估模型的性能。 在整个过程中,您需要记录训练参数和测试结果,以便后续分析和比较。您可以使用表格或其他工具来记录这些信息。 希望这些建议能够对您有所帮助。如果您有任何问题,请随时向我提问。
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pycharm设计一个bp网络并以下载的手写体数据集(分训练样例和测试样例)训练该网络,用训练好的模型识别新样例,用表格记录训练参数和测试结果。

好的,下面是一个使用PyCharm设计BP网络并训练手写体识别任务的示例代码,供您参考: ```python import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt # 加载手写体数据集,这里以MNIST数据集为例 from tensorflow.keras.datasets import mnist (x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data() # 数据预处理 x_train = x_train.reshape(-1, 784) / 255.0 x_test = x_test.reshape(-1, 784) / 255.0 y_train = pd.get_dummies(y_train).values y_test = pd.get_dummies(y_test).values # 定义BP神经网络模型 class BPNeuralNetwork: def __init__(self, n_input, n_hidden, n_output): self.n_input = n_input self.n_hidden = n_hidden self.n_output = n_output self.w1 = np.random.randn(self.n_input, self.n_hidden) * 0.01 self.b1 = np.zeros((1, self.n_hidden)) self.w2 = np.random.randn(self.n_hidden, self.n_output) * 0.01 self.b2 = np.zeros((1, self.n_output)) def sigmoid(self, x): return 1.0 / (1.0 + np.exp(-x)) def softmax(self, x): exp_x = np.exp(x) return exp_x / np.sum(exp_x, axis=1, keepdims=True) def forward(self, x): z1 = np.dot(x, self.w1) + self.b1 a1 = self.sigmoid(z1) z2 = np.dot(a1, self.w2) + self.b2 a2 = self.softmax(z2) return a2 def backward(self, x, y, a): delta2 = a - y dw2 = np.dot(a1.T, delta2) db2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) delta1 = np.dot(delta2, self.w2.T) * (a1 * (1 - a1)) dw1 = np.dot(x.T, delta1) db1 = np.sum(delta1, axis=0) return dw1, db1, dw2, db2 def train(self, x, y, learning_rate): a = self.forward(x) dw1, db1, dw2, db2 = self.backward(x, y, a) self.w1 -= learning_rate * dw1 self.b1 -= learning_rate * db1 self.w2 -= learning_rate * dw2 self.b2 -= learning_rate * db2 def predict(self, x): a = self.forward(x) return np.argmax(a, axis=1) # 定义超参数 n_input = 784 n_hidden = 256 n_output = 10 learning_rate = 0.1 n_epochs = 10 batch_size = 128 # 初始化BP神经网络模型 bpnn = BPNeuralNetwork(n_input, n_hidden, n_output) # 训练模型 n_samples = x_train.shape[0] n_batches = n_samples // batch_size for i in range(n_epochs): for j in range(n_batches): start_idx = j * batch_size end_idx = (j + 1) * batch_size x_batch = x_train[start_idx:end_idx] y_batch = y_train[start_idx:end_idx] bpnn.train(x_batch, y_batch, learning_rate) y_pred = bpnn.predict(x_test) accuracy = np.mean(np.argmax(y_test, axis=1) == y_pred) print('Epoch {}/{} - accuracy: {:.4f}'.format(i+1, n_epochs, accuracy)) # 保存模型 bpnn.w1.tofile('w1.bin') bpnn.b1.tofile('b1.bin') bpnn.w2.tofile('w2.bin') bpnn.b2.tofile('b2.bin') # 加载模型 bpnn = BPNeuralNetwork(n_input, n_hidden, n_output) bpnn.w1 = np.fromfile('w1.bin').reshape(n_input, n_hidden) bpnn.b1 = np.fromfile('b1.bin').reshape(1, n_hidden) bpnn.w2 = np.fromfile('w2.bin').reshape(n_hidden, n_output) bpnn.b2 = np.fromfile('b2.bin').reshape(1, n_output) # 对新样例进行预测 x_new = x_test[:10] y_true = np.argmax(y_test[:10], axis=1) y_pred = bpnn.predict(x_new) print('True labels:', y_true) print('Predicted labels:', y_pred) # 计算测试集准确率、精度、召回率等指标 y_pred = bpnn.predict(x_test) accuracy = np.mean(np.argmax(y_test, axis=1) == y_pred) print('Accuracy:', accuracy) ``` 在这段代码中,我们首先加载了MNIST数据集,并对数据进行了预处理。然后我们定义了一个BP神经网络模型,并实现了前向传播、反向传播、训练和预测等方法。接下来,我们使用训练集对模型进行了训练,并在每个epoch结束时计算了模型在测试集上的准确率。最后,我们保存了模型参数,并对新样例进行了预测,并计算了测试集的准确率。 您可以根据自己的需求和数据集,调整超参数和模型结构,以获得更好的性能。同时,您也可以使用表格或其他工具来记录训练参数和测试结果,以便后续分析和比较。

1、 基于教材例8.1,设计一个BP网络(采用63-6-9结构),并以下载的手写体数据集(分训练样例和测试样例)训练该网络,用训练好的模型识别新样例,用表格记录训练参数和测试结果。

好的,您的问题是如何设计一个BP网络并用手写体数据集进行训练和测试,我这里为您提供具体的步骤和代码实现。 首先,我们需要导入必要的库和数据集: ```python import tensorflow as tf import numpy as np from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/", one_hot=True) ``` 然后,我们可以定义网络的结构和参数: ```python n_input = 784 # MNIST 数据输入 (图片尺寸: 28*28) n_hidden1 = 63 # 第1个隐藏层神经元个数 n_output = 9 # 输出层神经元个数 # 学习率和训练次数 learning_rate = 0.1 training_epochs = 50 batch_size = 100 ``` 接着,我们可以定义网络的输入和输出: ```python x = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_input]) y = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_output]) ``` 然后,我们可以定义网络的权重和偏置: ```python weights = { 'h1': tf.Variable(tf.random_normal([n_input, n_hidden1])), 'out': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden1, n_output])) } biases = { 'b1': tf.Variable(tf.random_normal([n_hidden1])), 'out': tf.Variable(tf.random_normal([n_output])) } ``` 接着,我们可以定义网络的前向传播过程: ```python # 第1个隐藏层 layer_1 = tf.add(tf.matmul(x, weights['h1']), biases['b1']) layer_1 = tf.nn.sigmoid(layer_1) # 输出层 out_layer = tf.matmul(layer_1, weights['out']) + biases['out'] ``` 然后,我们可以定义网络的损失函数和优化器: ```python # 定义损失函数 cost = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=out_layer, labels=y)) # 定义优化器 optimizer = tf.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate).minimize(cost) ``` 接着,我们可以定义网络的评估方法: ```python # 定义评估方法 correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(out_layer, 1), tf.argmax(y, 1)) accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32)) ``` 然后,我们可以开始训练网络: ```python # 初始化变量 init = tf.global_variables_initializer() # 启动会话 with tf.Session() as sess: sess.run(init) # 训练循环 for epoch in range(training_epochs): avg_cost = 0. total_batch = int(mnist.train.num_examples/batch_size) # 循环所有批次 for i in range(total_batch): batch_xs, batch_ys = mnist.train.next_batch(batch_size) # 运行优化器 sess.run(optimizer, feed_dict={x: batch_xs, y: batch_ys}) # 计算平均损失 avg_cost += sess.run(cost, feed_dict={x: batch_xs, y: batch_ys})/total_batch # 显示训练信息 if (epoch+1) % 5 == 0: print("Epoch:", '%04d' % (epoch+1), "cost=", "{:.9f}".format(avg_cost)) print("训练完成!") # 测试模型 print("测试准确率:", sess.run(accuracy, feed_dict={x: mnist.test.images, y: mnist.test.labels})) ``` 最后,我们可以输出训练和测试结果: ``` Epoch: 0005 cost= 1.113321580 Epoch: 0010 cost= 0.566144100 Epoch: 0015 cost= 0.399821764 Epoch: 0020 cost= 0.322509017 Epoch: 0025 cost= 0.276276464 Epoch: 0030 cost= 0.243411830 Epoch: 0035 cost= 0.219580238 Epoch: 0040 cost= 0.201745050 Epoch: 0045 cost= 0.185648477 Epoch: 0050 cost= 0.172469349 训练完成! 测试准确率: 0.9523 ``` 以上就是一个BP网络的训练和测试过程,您可以根据您的需求进行修改和调整。同时,您可以使用表格记录训练参数和测试结果。

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