from keras.datasets import mnist vae = Model(input_img, y) vae.compile(optimizer='rmsprop', loss=None) vae.summary() (x_train, _), (x_test, y_test) = mnist.load_data() x_train = x_train.astype('float32') / 255. x_train = x_train.reshape(x_train.shape + (1,)) x_test = x_test.astype('float32') / 255. x_test = x_test.reshape(x_test.shape + (1,)) vae.fit(x=x_train, y=None, shuffle=True, epochs=10, batch_size=batch_size, validation_data=(x_test, None))

时间: 2023-12-24 19:40:54 浏览: 153
这段代码实现了一个基于Variational Autoencoder(VAE)的图片生成模型。模型的输入是一张28x28的单通道灰度图片,输出是另一张28x28的单通道灰度图片。 代码第一行导入了MNIST数据集,第二行定义了一个VAE模型的结构,并使用RMSProp优化器进行编译,没有指定损失函数(在这种情况下,意味着使用默认的损失函数)。第三行打印出模型的结构。接下来的几行代码从MNIST数据集中加载样本数据,并对数据进行预处理(归一化并重新调整形状)。最后一行使用训练数据进行训练,并在测试集上进行验证。模型的训练将持续10个epochs,每个batch的大小为batch_size,shuffle=True表示在每个epoch之前对数据进行洗牌。
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import tensorflow as tf from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import Dense from tensorflow.keras.layers import LSTM from tensorflow.keras.optimizers import Adam # 载入数据 mnist = tf.keras.datasets.mnist (x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data() x_train, x_test = x_train / 255.0, x_test / 255.0 print(x_train.shape, y_train.shape) # 创建模型 # y_train = tf.keras.utils.to_categorical(y_train,num_classes=10) # y_test = tf.keras.utils.to_categorical(y_test,num_classes=10) # 数据长度-一行有28个像素 input_size = 28 # 序列长度-一共有28行 time_steps = 28 # 隐藏层cell个数 cell_size = 50 # 创建模型 model = Sequential() # 循环神经网络 model.add(LSTM( units = cell_size, # 输出 input_shape = (time_steps,input_size), #输入 )) # 输出层 model.add(Dense(10,activation='softmax')) # 定义优化器 adam = Adam(lr=1e-3) # 定义优化器,loss function,训练过程中计算准确率 model.compile(optimizer=adam,loss='categorical_crossentropy',metrics=['accuracy']) # 训练模型 model.fit(x_train,y_train,batch_size=64,epochs=10) # 评估模型 loss,accuracy = model.evaluate(x_test,y_test) print('test loss',loss) print('test accuracy',accuracy)

这是一个使用Keras框架搭建的LSTM模型,用于对MNIST数据集进行分类。主要的步骤包括: 1. 载入数据集 2. 创建模型,其中包括一个LSTM层和一个输出层 3. 定义优化器、损失函数和评估指标 4. 训练模型 5. 评估模型 具体来说,这个模型使用了一个LSTM层,用于处理序列数据。输入数据是28行28列的图像数据,LSTM层的输入形状为(28, 28)。隐层单元数为50,输出层使用softmax激活函数输出10个类别的概率。 在模型编译时,使用了Adam优化器和交叉熵损失函数,同时计算了准确率来评估模型性能。 在训练时,采用了64个样本作为一个batch,训练10个epoch。 最后,使用测试集评估模型的性能,输出了测试集上的损失和准确率。

from keras.datasets import mnist from pyexpat import model import numpy as np from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense from keras.optimizers import SGD import matplotlib.pyplot as plt from keras.utils.np_utils import to_categorical (X_train,Y_train),(X_test,Y_test)=mnist.load_data() print("X_train.shape:"+str(X_train.shape)) print("Y_train.shape:"+str(Y_train.shape)) print("X_test.shape:"+str(X_test.shape)) print("Y_test.shape:"+str(Y_test.shape)) print(Y_train[0]) #print label plt.imshow(X_train[0],cmap='gray') plt.show() X_train=X_train.reshape(60000,784)/255.0 X_test=X_test.reshape(10000,784)/255.0 #guiyi 255huiduzuidazhi Y_train = to_categorical(Y_train,10)#durebianma Y_test= to_categorical(Y_test,10) model =Sequential() model.add(Dense(units=256,activation='relu',input_dim=784)) model.add(Dense(units=256,activation='relu')) model.add(Dense(units=256,activation='relu')) model.add(Dense(units=10,activation='softmax')) #model.add(Dense(units=1,activation='sigmoid')) model.compile(loss='categorical_crossentropy',optimizer=SGD(lr=0.05),metrics=['accuracy']) model.fit(X_train,Y_train,epochs=100,batch_size=128) loss,accuracy=model.evaluate(X_test,Y_test) print("loss"+str(loss)) print("loss"+str(accuracy))

这段代码是使用Keras库来构建一个神经网络模型,用于手写数字识别。它使用了MNIST数据集来训练和测试模型。 首先,导入了必要的库:mnist数据集、numpy、matplotlib.pyplot、keras中的Sequential模型、Dense层和SGD优化器。 然后,使用mnist.load_data()函数加载MNIST数据集,并将训练集和测试集分别赋值给变量X_train, Y_train, X_test, Y_test。 接着,打印出了训练集和测试集的形状,并且显示了训练集中的第一个样本及其对应的标签。 接下来,对训练集和测试集进行了预处理,将像素值归一化到[0,1]之间,并对标签进行了one-hot编码。 然后,创建了一个Sequential模型,并添加了几个全连接层(Dense层),其中激活函数使用的是ReLU。最后一层输出层使用softmax激活函数,用于多分类任务。 接着,编译了模型,设置了损失函数为交叉熵(categorical_crossentropy),优化器为SGD,并指定了评估指标为准确率。 然后,使用模型.fit()函数进行训练,设置了训练的epochs(迭代次数)为100,批次大小为128。 最后,使用模型.evaluate()函数对测试集进行评估,得到了损失值和准确率,并将其打印出来。 这段代码的目的是训练一个神经网络模型来进行手写数字识别,并输出模型在测试集上的准确率。
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使用遗传算法优化神经网络模型的超参数(可选超参数包括训练迭代次数,学习率,网络结构等)的代码,原来的神经网络模型如下:import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras.datasets import mnist from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense from tensorflow.keras.utils import to_categorical from tensorflow.keras.optimizers import Adam from sklearn.model_selection import train_test_split # 加载MNIST数据集 (X_train, y_train), (X_test, y_test) = mnist.load_data() # 数据预处理 X_train = X_train.reshape(-1, 28, 28, 1).astype('float32') / 255.0 X_test = X_test.reshape(-1, 28, 28, 1).astype('float32') / 255.0 y_train = to_categorical(y_train) y_test = to_categorical(y_test) # 划分验证集 X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(X_train, y_train, test_size=0.1, random_state=42) def create_model(): model = Sequential() model.add(Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(28, 28, 1))) model.add(MaxPooling2D((2, 2))) model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu')) model.add(MaxPooling2D((2, 2))) model.add(Flatten()) model.add(Dense(64, activation='relu')) model.add(Dense(10, activation='softmax')) return model model = create_model() # 定义优化器、损失函数和评估指标 optimizer = Adam(learning_rate=0.001) loss_fn = tf.keras.losses.CategoricalCrossentropy() metrics = ['accuracy'] # 编译模型 model.compile(optimizer=optimizer, loss=loss_fn, metrics=metrics) # 设置超参数 epochs = 10 batch_size = 32 # 开始训练 history = model.fit(X_train, y_train, batch_size=batch_size, epochs=epochs, validation_data=(X_val, y_val)) # 评估模型 test_loss, test_accuracy = model.evaluate(X_test, y_test) print('Test Loss:', test_loss) print('Test Accuracy:', test_accuracy)

import numpy as np import tensorflow as tf from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense, Activation, Dropout, Flatten from keras.layers.convolutional import Conv2D, MaxPooling2D from keras.utils import np_utils from keras.datasets import mnist from keras import backend as K from keras.optimizers import Adam import skfuzzy as fuzz import pandas as pd from sklearn.model_selection import train_test_split # 绘制损失曲线 import matplotlib.pyplot as plt import time from sklearn.metrics import accuracy_score data = pd.read_excel(r"D:\pythonProject60\filtered_data1.xlsx") # 读取数据文件 # Split data into input and output variables X = data.iloc[:, :-1].values y = data.iloc[:, -1].values X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) # 导入MNIST数据集 # 数据预处理 y_train = np_utils.to_categorical(y_train, 3) y_test = np_utils.to_categorical(y_test, 3) # 创建DNFN模型 start_time=time.time() model = Sequential() model.add(Dense(64, input_shape=(11,), activation='relu')) model.add(Dense(128, activation='relu')) model.add(Dropout(0.5)) model.add(Dense(3, activation='softmax')) # 编译模型 model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=Adam(), metrics=['accuracy']) # 训练模型 history = model.fit(X_train, y_train, validation_data=(X_test, y_test), epochs=10, batch_size=128) # 使用DNFN模型进行预测 y_pred = model.predict(X_test) y_pred= np.argmax(y_pred, axis=1) print(y_pred) # 计算模糊分类 fuzzy_pred = [] for i in range(len(y_pred)): fuzzy_class = np.zeros((3,)) fuzzy_class[y_pred[i]] = 1.0 fuzzy_pred.append(fuzzy_class) fuzzy_pred = np.array(fuzzy_pred) end_time = time.time() print("Total time taken: ", end_time - start_time, "seconds")获得结果并分析

import numpy as np import tensorflow as tf from SpectralLayer import Spectral mnist = tf.keras.datasets.mnist (x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data() x_train, x_test = x_train / 255.0, x_test / 255.0 flat_train = np.reshape(x_train, [x_train.shape[0], 28*28]) flat_test = np.reshape(x_test, [x_test.shape[0], 28*28]) model = tf.keras.Sequential() model.add(tf.keras.layers.Input(shape=(28*28), dtype='float32')) model.add(Spectral(2000, is_base_trainable=True, is_diag_trainable=True, diag_regularizer='l1', use_bias=False, activation='tanh')) model.add(Spectral(10, is_base_trainable=True, is_diag_trainable=True, use_bias=False, activation='softmax')) opt = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.003) model.compile(optimizer=opt, loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) model.summary() epochs = 10 history = model.fit(flat_train, y_train, batch_size=1000, epochs=epochs) print('Evaluating on test set...') testacc = model.evaluate(flat_test, y_test, batch_size=1000) eig_number = model.layers[0].diag.numpy().shape[0] + 10 print('Trim Neurons based on eigenvalue ranking...') cut = [0.0, 0.001, 0.01, 0.1, 1] · for c in cut: zero_out = 0 for z in range(0, len(model.layers) - 1): # put to zero eigenvalues that are below threshold diag_out = model.layers[z].diag.numpy() diag_out[abs(diag_out) < c] = 0 model.layers[z].diag = tf.Variable(diag_out) zero_out = zero_out + np.count_nonzero(diag_out == 0) model.compile(optimizer=opt, loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) testacc = model.evaluate(flat_test, y_test, batch_size=1000, verbose=0) trainacc = model.evaluate(flat_train, y_train, batch_size=1000, verbose=0) print('Test Acc:', testacc[1], 'Train Acc:', trainacc[1], 'Active Neurons:', 2000-zero_out)

import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow import keras import matplotlib.pyplot as plt Let us define a plt function for simplicity def plt_loss(x,training_metric,testing_metric,ax,colors = ['b']): ax.plot(x,training_metric,'b',label = 'Train') ax.plot(x,testing_metric,'k',label = 'Test') ax.set_xlabel('Epochs') ax.set_ylabel('Accuracy') plt.legend() plt.grid() plt.show() tf.keras.utils.set_random_seed(1) We import the Minist Dataset using Keras.datasets (train_data, train_labels), (test_data, test_labels) = keras.datasets.mnist.load_data() We first vectorize the image (28*28) into a vector (784) train_data = train_data.reshape(train_data.shape[0],train_data.shape[1]train_data.shape[2]) # 60000784 test_data = test_data.reshape(test_data.shape[0],test_data.shape[1]test_data.shape[2]) # 10000784 We next change label number to a 10 dimensional vector, e.g., 1-> train_labels = keras.utils.to_categorical(train_labels,10) test_labels = keras.utils.to_categorical(test_labels,10) start to build a MLP model N_batch_size = 5000 N_epochs = 100 lr = 0.01 we build a three layer model, 784 -> 64 -> 10 MLP_3 = keras.models.Sequential([ keras.layers.Dense(128, input_shape=(784,),activation='relu'), keras.layers.Dense(64, activation='relu'), keras.layers.Dense(10,activation='softmax') ]) MLP_3.compile( optimizer=keras.optimizers.Adam(lr), loss= 'categorical_crossentropy', metrics = ['accuracy'] ) History = MLP_3.fit(train_data,train_labels, batch_size = N_batch_size, epochs = N_epochs,validation_data=(test_data,test_labels), shuffle=False) train_acc = History.history['accuracy'] test_acc = History.history对于该模型,使用不同数量的训练数据(5000,10000,15000,…,60000,公差=5000的等差数列),绘制训练集和测试集准确率(纵轴)关于训练数据大小(横轴)的曲线

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