TensorFlow学习笔记（九）tf搭建神经网络基本流程

1. 搭建神经网络基本流程

定义添加神经层的函数

1.训练的数据

2.定义节点准备接收数据

3.定义神经层：隐藏层和预测层

4.定义 loss 表达式

5.选择 optimizer 使 loss 达到最小

然后对所有变量进行初始化，通过 sess.run optimizer，迭代 1000 次进行学习：

import tensorflow as tf
import numpy as np

# 添加层
def add_layer(inputs, in_size, out_size, activation_function=None):
# add one more layer and return the output of this layer
Weights = tf.Variable(tf.random_normal([in_size, out_size]))
biases = tf.Variable(tf.zeros([1, out_size]) + 0.1)
Wx_plus_b = tf.matmul(inputs, Weights) + biases
if activation_function is None:
outputs = Wx_plus_b
else:
outputs = activation_function(Wx_plus_b)
return outputs

# 1.训练的数据
# Make up some real data
x_data = np.linspace(-1,1,300)[:, np.newaxis]
noise = np.random.normal(0, 0.05, x_data.shape)
y_data = np.square(x_data) - 0.5 + noise

# 2.定义节点准备接收数据
# define placeholder for inputs to network
xs = tf.placeholder(tf.float32, [None, 1])
ys = tf.placeholder(tf.float32, [None, 1])

# 3.定义神经层：隐藏层和预测层
# add hidden layer 输入值是 xs，在隐藏层有 10 个神经元
l1 = add_layer(xs, 1, 10, activation_function=tf.nn.relu)
# add output layer 输入值是隐藏层 l1，在预测层输出 1 个结果
prediction = add_layer(l1, 10, 1, activation_function=None)

# 4.定义 loss 表达式
# the error between prediciton and real data
loss = tf.reduce_mean(tf.reduce_sum(tf.square(ys - prediction),
reduction_indices=[1]))

# 5.选择 optimizer 使 loss 达到最小
# 这一行定义了用什么方式去减少 loss，学习率是 0.1
train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.1).minimize(loss)

# important step 对所有变量进行初始化
#init = tf.initialize_all_variables()
init = tf.global_variables_initializer()
sess = tf.Session()
# 上面定义的都没有运算，直到 sess.run 才会开始运算
sess.run(init)

# 迭代 1000 次学习，sess.run optimizer
for i in range(1000):
# training train_step 和 loss 都是由 placeholder 定义的运算，所以这里要用 feed 传入参数
sess.run(train_step, feed_dict={xs: x_data, ys: y_data})
if i % 50 == 0:
# to see the step improvement
print(sess.run(loss, feed_dict={xs: x_data, ys: y_data}))

2. 主要步骤的解释：

import tensorflow as tf
import numpy as np

导入或者随机定义训练的数据 x 和 y：

x_data = np.random.rand(100).astype(np.float32)
y_data = x_data*0.1 + 0.3

先定义出参数 Weights，biases，拟合公式 y，误差公式 loss：

Weights = tf.Variable(tf.random_uniform([1], -1.0, 1.0))
biases = tf.Variable(tf.zeros([1]))
y = Weights*x_data + biases
loss = tf.reduce_mean(tf.square(y-y_data))

选择 Gradient Descent 这个最基本的 Optimizer：

optimizer = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.5)

神经网络的 key idea，就是让 loss 达到最小：

train = optimizer.minimize(loss)

前面是定义，在运行模型前先要初始化所有变量：

init = tf.initialize_all_variables()

接下来把结构激活，sesseion像一个指针指向要处理的地方：

sess = tf.Session()

init 就被激活了，不要忘记激活：

sess.run(init)

训练201步：

for step in range(201):

要训练 train，也就是 optimizer：

sess.run(train)

每 20 步打印一下结果，sess.run 指向 Weights，biases 并被输出：

if step % 20 == 0:
print(step, sess.run(Weights), sess.run(biases))

所以关键的就是 y，loss，optimizer 是如何定义的。