tensorflow学习报告

Tensor（张量）意味着N维数组，Flow（流）意味着基于数据流图的计算.

　　数据流图中的图就是我们所说的有向图,我们知道,在图这种数据结构中包含两种基本元素:节点和边.这两种元素在数据流图中有自己各自的作用.

　　节点用来表示要进行的数学操作,另外,任何一种操作都有输入和输出,因此它也可以表示数据的输入的起点/输出的终点.边表示节点与节点之间的输入/输出关系,一种特殊类型的数据沿着这些边传递.这种特殊类型的数据在TensorFlow被称之为tensor,即张量,所谓的张量通俗点说就是多维数组.当我们向这种图中输入张量后,节点所代表的操作就会被分配到计算设备完成计算.

　    TensorFlowd的四个特性：

　　灵活性

　　可移植性

　　多语言支持

　　高效性

Graph:要组装的结构,由许多操作组成,其中的每个连接点代表一种操作

op:接受（流入）零个或多个输入（液体），返回（流出）零个或多个输出

 

变量（tf.Variable）

变量是可以通过操作改变取值的特殊张量 [17-18]  。变量必须先初始化后才可使用，低阶API中定义的变量必须明确初始化，高阶API例如Keras会自动对变量进行初始化。TensorFlow可以在tf.Session开始时一次性初始化所有变量，对自行初始化变量，在tf.Variable上运行的tf.get_variable可以在定义变量的同时指定初始化器 。  

Keras

Keras是一个支持TensorFlow、Thenao和Microsoft-CNTK的第三方高阶神经网络API [33]。Keras以TensorFlow的Python API为基础提供了神经网络、尤其是深度网络的构筑模块，并将神经网络开发、训练、测试的各项操作进行封装以提升可扩展性和简化使用难度 [33] 。在TensorFlow下可以直接导出Keras模块使用 [34] 。

 

练习

1、局部连接：层间神经只有局部范围内的连接，在这个范围内采用全连接的方式，超过这个范围的神经元则没有连接；连接与连接之间独立参数，相比于去全连接减少了感受域外的连接，有效减少参数规模。

      全连接：层间神经元完全连接，每个输出神经元可以获取到所有神经元的信息，有利于信息汇总，常置于网络末尾；连接与连接之间独立参数，大量的连接大大增加模型的参数规模。

2、 利用快速傅里叶变换把图片和卷积核变换到频域，频域把两者相乘，把结果利用傅里叶逆变换得到特征图。

3、池化操作作用：池化层同样基于局部相关性的思想，通过从局部相关的一组元素中进行采样或信息聚合，从而得到新的元素值。

      激活函数作用：将A-NN模型中一个节点的输入信号转换成一个输出信号。该输出信号现在被用作堆叠中下一个层的输入。

4、局部归一化的作用：对局部神经元的活动创建了竞争环境，使得其中响应比较大的值变得相对更大，并抑制其他反馈较小的神经元，增强了模型的泛华能力。

5、  寻找损失函数的最低点，就像我们在山谷里行走，希望找到山谷里最低的地方。那么如何寻找损失函数的最低点呢？在这里，我们使用了微积分里导数，通过求出函数导数的值，从而找到函数下降的方向或者是最低点（极值点）。损失函数里一般有两种参数，一种是控制输入信号量的权重(Weight, 简称  ），另一种是调整函数与真实值距离的偏差（Bias，简称  ）。我们所要做的工作，就是通过梯度下降方法，不断地调整权重  和偏差b，使得损失函数的值变得越来越小。而随机梯度下降算法只随机抽取一个样本进行梯度计算。

 

 

import tensorflow as tf
from tensorflow import keras

# Helper libraries
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#导入数据集
print(tf.__version__)
fashion_mnist = keras.datasets.fashion_mnist
#浏览数据
(train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = fashion_mnist.load_data()
fashion_mnist = keras.datasets.fashion_mnist

class_names = ['T-shirt/top', 'Trouser', 'Pullover', 'Dress', 'Coat',
               'Sandal', 'Shirt', 'Sneaker', 'Bag', 'Ankle boot']
len(train_labels)

#预处理数据
len(test_labels)
plt.figure()
plt.imshow(train_images[0])
plt.colorbar()
plt.grid(False)
plt.show()
train_images = train_images / 255.0

test_images = test_images / 255.0
plt.figure(figsize=(10,10))
for i in range(25):
    plt.subplot(5,5,i+1)
    plt.xticks([])
    plt.yticks([])
    plt.grid(False)
    plt.imshow(train_images[i], cmap=plt.cm.binary)
    plt.xlabel(class_names[train_labels[i]])
plt.show()
#构建模型
model = keras.Sequential([
    keras.layers.Flatten(input_shape=(28, 28)),
    keras.layers.Dense(128, activation='relu'),
    keras.layers.Dense(10)
])
#训练模型
model.compile(optimizer='adam',
              loss=tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy(from_logits=True),
              metrics=['accuracy'])
model.fit(train_images, train_labels, epochs=10)
#评估准确率
test_loss, test_acc = model.evaluate(test_images,  test_labels, verbose=2)

print('\nTest accuracy:', test_acc)
probability_model = tf.keras.Sequential([model,
                                         tf.keras.layers.Softmax()])
predictions = probability_model.predict(test_images)

np.argmax(predictions[0])

def plot_image(i, predictions_array, true_label, img):
  predictions_array, true_label, img = predictions_array, true_label[i], img[i]
  plt.grid(False)
  plt.xticks([])
  plt.yticks([])

  plt.imshow(img, cmap=plt.cm.binary)

  predicted_label = np.argmax(predictions_array)
  if predicted_label == true_label:
    color = 'blue'
  else:
    color = 'red'

  plt.xlabel("{} {:2.0f}% ({})".format(class_names[predicted_label],
                                100*np.max(predictions_array),
                                class_names[true_label]),
                                color=color)

def plot_value_array(i, predictions_array, true_label):
  predictions_array, true_label = predictions_array, true_label[i]
  plt.grid(False)
  plt.xticks(range(10))
  plt.yticks([])
  thisplot = plt.bar(range(10), predictions_array, color="#777777")
  plt.ylim([0, 1])
  predicted_label = np.argmax(predictions_array)

  thisplot[predicted_label].set_color('red')
  thisplot[true_label].set_color('blue')
i = 0
plt.figure(figsize=(6, 3))
plt.subplot(1, 2, 1)
plot_image(i, predictions[i], test_labels, test_images)
plt.subplot(1, 2, 2)
plot_value_array(i, predictions[i], test_labels)
plt.show()
i = 12
plt.figure(figsize=(6, 3))
plt.subplot(1, 2, 1)
plot_image(i, predictions[i], test_labels, test_images)
plt.subplot(1, 2, 2)
plot_value_array(i, predictions[i], test_labels)
plt.show()
# Plot the first X test images, their predicted labels, and the true labels.
# Color correct predictions in blue and incorrect predictions in red.
num_rows = 5
num_cols = 3
num_images = num_rows * num_cols
plt.figure(figsize=(2 * 2 * num_cols, 2 * num_rows))
for i in range(num_images):
    plt.subplot(num_rows, 2 * num_cols, 2 * i + 1)
    plot_image(i, predictions[i], test_labels, test_images)
    plt.subplot(num_rows, 2 * num_cols, 2 * i + 2)
    plot_value_array(i, predictions[i], test_labels)
plt.tight_layout()
plt.show()
# Grab an image from the test dataset.
img = test_images[1]

print(img.shape)
# Add the image to a batch where it's the only member.
img = (np.expand_dims(img, 0))

print(img.shape)
predictions_single = probability_model.predict(img)

print(predictions_single)
plot_value_array(1, predictions_single[0], test_labels)
_ = plt.xticks(range(10), class_names, rotation=45)
np.argmax(predictions_single[0])

 

 

 

 

 

 

 

 

标签：plt,报告,labels,predictions,学习,images,test,tensorflow,array
来源： https://www.cnblogs.com/doushiyaoyan/p/16190819.html