深度置信网络实现鸢尾花数据分类预测,鸢尾花数据已下载只需调用,划分数据,并画出训练次数和交叉熵成本训练图
时间: 2024-10-19 16:17:14 浏览: 18
课程作业实验-BP神经网络模型实现对鸢尾花、红酒数据集分类源码+实验报告
深度置信网络(Deep Belief Networks,DBNs)是一种深层次的无监督神经网络结构,常用于预训练模型,然后将其应用于有监督任务如鸢尾花分类。由于鸢尾花数据是结构化的数值型数据,我们需要对其进行适配,通常会转换为特征矩阵。
首先,你需要加载鸢尾花数据,并将它划分为训练集和测试集。在Python中,我们可以使用sklearn库:
```python
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.datasets import load_iris
data = load_iris()
X = data.data
y = data.target
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
```
对于DBN,我们先构建无监督部分(预训练阶段),再将其转移到有监督层进行微调。这通常涉及到使用Gibbs采样等算法训练隐层表示。以下是使用Keras的DBN示例(注意这并非标准的DBN实现,因为Keras库更倾向于直接提供有监督的深度学习模型,如全连接网络):
```python
from keras.models import Sequential
from keras.layers.core import Dense, Dropout, Activation
from keras.layers.normalization import BatchNormalization
from keras.optimizers import Adam
def dbn_layer(hidden_nodes, learning_rate):
dbn = Sequential()
dbn.add(Dense(hidden_nodes, input_dim=X_train.shape[1]))
dbn.add(BatchNormalization())
dbn.add(Activation('relu'))
dbn.add(Dropout(0.5)) # 此处的Dropout用于防止过拟合
return dbn
# 创建DBN
dbn = Sequential()
dbn.add(dbn_layer(50, 0.001))
dbn.add(dbn_layer(50, 0.001))
# 冻结所有隐藏层,只训练最后一层
for layer in dbn.layers[:-1]:
layer.trainable = False
# 添加监督层并微调整个模型
output_layer = dbn.add(Dense(len(np.unique(y_train)), activation='softmax')) # 根据类别数设置输出节点
dbn.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=Adam(), metrics=['accuracy'])
# 训练模型(这里简化,实际需要多轮迭代)
hist = dbn.fit(X_train, to_categorical(y_train), batch_size=32, epochs=50, validation_data=(X_test, to_categorical(y_test)))
# 画出训练损失和准确率
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(hist.history['loss'], label='Training Loss')
plt.plot(hist.history['val_loss'], label='Validation Loss')
plt.title('Training and Validation Loss')
plt.xlabel('Epochs')
plt.ylabel('Loss')
plt.legend()
plt.figure()
plt.plot(hist.history['accuracy'], label='Training Accuracy')
plt.plot(hist.history['val_accuracy'], label='Validation Accuracy')
plt.title('Training and Validation Accuracy')
plt.xlabel('Epochs')
plt.ylabel('Accuracy')
plt.legend()
plt.show()
```
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