tensorflow 從入門到上天教程一


tensorflow 是一個google開源的深度學習的框架,執行性能良好,值得使用。

caffe,caffe2 通過配置就可以拼湊一個深度學習框架,大大簡化流程但也依賴大量的開源庫,性能也不錯。2013開始面世,很有活力的一個框架。

keras 這個一個積木式的框架,有很多現成的函數 可以直接拿來用,開發速度杠杠的,就是缺少靈活性。

MXNet 是一個全功能,靈活可編程和高擴展性的深度學習框架,可能學術上用的比較多吧!

Torch 是一個facebook在維護的框架,靈活性也很大,不過要lua語言結合使用;

CNTK微軟推出的一個深度學習框架,可以在window上執行,性能據說是最優的,可是使用者不多,可能是市場都被主流的幾個占有了;

Deeplearning4j  java的一個深度學習庫,不甚了解;

Theano 是一個很古老的框架,在研究室就開始使用,性能比較差,速度最慢的,生產環境不會用的,只是現在有些研究室還在用。

其他:

SciKit-learn 是老牌的開源 Python 算法框架 

openCV 是一個圖片及視覺算法的框架

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最要建議就是學學:

   tensorflow + caffe(caffe2)

其實想深入研究原理也可以簡單使用

  numpy + matplotlib 

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tensorflow的運行規律,就是步驟了:

1, 創建tensorflow變量,初始變量,用於執行的的
2, 設置操作的配置
3, 初始化tensorflow 例子
4, 創建tensorflow session (session是執行引擎)
5, 執行session 即運行你的例子

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以上是tensorflow使用的一般步驟,接下來就一個線性回歸的例子來,我們先分拆各個代碼塊來講解,然后把把代碼塊合並成一個大的例子。在看tensorflow這個例子,你最好有一些深度學習的基礎,以免看得一頭霧水。

(1)   loss函數的計算:

    

      y_hat = tf.constant(36,name=’y_hat’)
      y = tf.constant(39,name=’y’)     
      loss = tf.Variable((y-y_hat)**2,name=’loss’)
      init = tf.global_variables_initializer()
      with tf.Session() as session:
          session.run(init)             # 初始化全局變量
          print(session.run(loss))     # 執行計算 打印出最好loss的值

(2)   計算返回的機制

a = tf.constant(2)
b= ft.constant(2)
c=tf.multiply(a,b)
print(c)  # 返回結果 Tensor("Mul_1:0", shape=(), dtype=int32)
sess=tf.session()
print(sess.run(c))  #返回20

(3)   設置容器,然后通過函數賦值,進行計算

x = tf.placeholder(tf.init64,name=’x’)
print(sess.run(2*x,feed_dict={x:3}))  #把字典里的值 賦值給我2*x
sess.close()

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2,線性回歸計算 函數塊

2.1 線性函數的計算

Y=WX+b (X:是一個隨機變量,b是一個偏差變量)

預說明:

          tf.matmul(..,..) 是矩陣階乘的工具

          tf.add(..,..)  矩陣加法函數

          np.random.randn(..) 隨機生成正太隨機數

def linear_function()

    np.random.seed(1)
    X=tf.constant(np.random.randn(3,1),name=”X”)
    W=tf.constant(np.random.randn(4,3),name=”W”)
     b = tf.constant(np.random.randn(4,1),name=”b”)
    Y=tf.add(tf.matmul(W,X),b)

    Sess = tf.Session()
    result=sess.run(Y)

    sess.close()
    return result
print(“result=”+str(linear_function()))

運行結果:
result = [[-2.15657382]
[ 2.95891446]
[-1.08926781]
[-0.84538042]]

2.2 計算sigmoid 

如果你學了深度學習一定知道sigmoid 是什么,其實也是數學里的一個函數:y= 1/(1+e^(-x))

   在tensorflow里有專門的sigmoid函數

1)  tf.placeholder(tf.float32,name=””)

2)  tf.sigmoid(..)

3)  sess.run(…,feed_dict={x:z})

 方法1 :

      Sess = tf.Session()

      result =sess.run(…,feed_dict ={…})

      sess.close()

方法2:

     With tf.Session as sess:           #會自動關閉session

     result = sess.run(..,feed_dict = {…})

def sigmoid(z):
    x = tf.placeholder(tf.float32,name = “x”)
    sigmoid = tf.sigmoid(x)

    with tf.Session() as sess:
        result = sess.run(sigmoid,feed_dict = {x:z})

    return result

2.3 損失函數 (成本函數)

 

在tensorflow 函數里,你可能會用到:

   tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits(logits=….,lables=…)

def cost(logits,labels):
    z = tf.placeholder(tf.float32,name=”z”)
    y= tf.placeholder(tf.float32,name=”y”)
    cost = tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits(logits=z, labels=y)
   sess.close()
   return cost

#測試
logits = sigmoid(np.array([0.2,0.4,0.7,0.9]))
cost = cost(logits, np.array([0,0,1,1]))
print ("cost = " + str(cost))

# 輸出結果:

cost = [ 1.00538719  1.03664076  0.41385433  0.39956617]

2.4 分類映射

把y向量映射成矩陣,然后通過矩陣判斷分類,tensorflow有現成的函數:

tf.one_hot(labels,depth,axis)

def one_hot_matrix(labels,C):
       depth = tf.constant(value=C,name=”C”)
       one_hot_matrix = tf.one_hot(labels,depth,axis=0)
       sess = tf.Session()

       one_hot = sess.run(one_hot_matrix)
       sess.close()
       return one_hot

小測:

labels = np.array([1,2,3,0,2,1])
one_hot = one_hot_matrix(labels, C = 4)
print ("one_hot = " + str(one_hot))

2.5 初始化矩陣

  tf.ones(shape) 跟 numpy的numpy.ones() 差不多

def ones(shape):
    ones = tf.ones(3)
    sess = tf.Session()
    ones = tf.run(ones)

    sess.close()
    return ones
    print(“ones =”+str(ones([3])))

#輸出 ones [1,1,1]
    

 

先講到這里,不想篇幅太長。

參考:吳恩達教學視頻及其課件 http://mooc.study.163.com/smartSpec/detail/1001319001.htm

 


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