把RNN封装成一个函数

2017-11-26 20:31

         RNN(反馈式神经网络),即前面构建的那几个网络。由于它们都是反复使用相同的方法构建的神经网络,既费力又费时,鉴于每次构建的基本步骤都一样,于是我把构建的操作函数化,只要提供相应的参数,让计算机自动生成合适的神经网络。
        代码在最后,封装成的函数命名为“RNN”, 共有5个参数:

        RNN( X , Y , M , ALPHA , L)
        X指定输入层,目前只支持一位数组,默认为[0];
        Y指定理想值,一维数组,默认为[0];
        M指定训练次数,默认为0;
        ALPHA指定学习率(步长),默认为0.5;
        L是网络层数即每层的单元数,是一维数组,默认为[0],比如L=[10,5,4,3,2],指定隐含层有5层,每层的神经元数量分别为10、5、4、3、2,加上输入输出(X和Y),这样神经网络就有7层。
        w、b的取值均为随机数。
        使用tanh函数为激活函数,运行结果表明,tanh的确比sigma函数效果更好:
                激活函数:f(x)=tanh(x);它的导数:f'(x)=1-tanh(x)*tanh(x)
                激活函数:sigma(x)=1/(1+e^(-x));它的导数:sigma'(x)=sigma(x)*(1-sigma(x))

现在,尝试比较一下现在函数化的神经网络和之前构建的网络,假设输入层x=[10,20,30];y=0.23:
使用之前的四层神经网络,RNN()配置成和它一样的结构,运行结果如下:

图片
(上面为原四层神经网络,下面为RNN())
可以看出,使用了tanh函数的RNN()要比之前使用sigma函数的网络训练结果更好,收敛更快。但运行时间比后者略长。
训练50次后:

图片
(上面为原四层神经网络,下面为RNN())
它俩都是相同的网络结构,只是激活函数不同,可见运行结果是有很大差别的,通过i进一步测试表明,偏置b取得小一点比较好,在上面的测试中,当b<0.5时,会取得不错的效果,alpha值适宜取0.1~10。
代码如下:

(因为文本在qq日志中不容易显示出python语法缩进的特点,于是改用图片显示
图片

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