神经网络 线性单元

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了神经网络 线性单元相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本文结构:

  1. 什么是线性单元
  2. 有什么用
  3. 代码实现

1. 什么是线性单元

线性单元和感知器的区别就是在激活函数:

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感知器的f是阶跃函数:

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线性单元的激活函数是线性的:

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所以线性模型的公式如下:

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2. 有什么用

感知器存在一个问题,就是遇到线性不可分的数据时,就可能无法收敛,所以要使用一个可导的线性函数来替代阶跃函数,即线性单元,这样就会收敛到一个最佳的近似上。

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3. 代码实现

1. 继承Perception,初始化线性单元

class LinearUnit(Perception):
    def __init__(self, input_num):
        ‘‘‘初始化线性单元,设置输入参数的个数‘‘‘
        Perception.__init__(self, input_num, f)

  

2. 定义一个线性单元,调用 train_linear_unit 进行训练

- 打印训练获得的权重

- 输入参数值[3.4]测试一下预测值

if __name__ == ‘__main__‘:
    ‘‘‘训练线性单元‘‘‘
    linear_unit = train_linear_unit()
    # 打印训练获得的权重
    print(linear_unit)
    # 测试
    print(‘Work 3.4 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([3.4]))
    print(‘Work 15 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([15]))
    print(‘Work 1.5 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([1.5]))
    print(‘Work 6.3 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([6.3]))

  

  • 其中训练的过程就是:
  • 获得训练数据
  • 设定迭代次数,学习速率等参数
  • 再返回训练好的线性单元
def train_linear_unit():
    ‘‘‘
    使用数据训练线性单元
    ‘‘‘
    # 创建感知器,输入参数的特征数为1(工作年限)
    lu = LinearUnit(1)
    # 训练,迭代10轮,学习速率为0.01
    input_vecs, labels = get_training_dataset()
    lu.train(input_vecs, labels, 10, 0.01)
    # 返回训练好的线性单元
    return lu

  

完整代码

# -*-coding:utf-8-*-

from NeuralNetwork.sensor_demo import Perception
# 定义激活函数f
f = lambda x: x


class LinearUnit(Perception):
    def __init__(self, input_num):
        ‘‘‘初始化线性单元,设置输入参数的个数‘‘‘
        Perception.__init__(self, input_num, f)


def get_training_dataset():
    ‘‘‘
    捏造5个人的收入数据
    ‘‘‘
    # 构建训练数据
    # 输入向量列表,每一项是工作年限
    input_vecs = [[5], [3], [8], [1.4], [10.1]]
    # 期望的输出列表,月薪,注意要与输入一一对应
    labels = [5500, 2300, 7600, 1800, 11400]
    return input_vecs, labels


def train_linear_unit():
    ‘‘‘
    使用数据训练线性单元
    ‘‘‘
    # 创建感知器,输入参数的特征数为1(工作年限)
    lu = LinearUnit(1)
    # 训练,迭代10轮,学习速率为0.01
    input_vecs, labels = get_training_dataset()
    lu.train(input_vecs, labels, 10, 0.01)
    # 返回训练好的线性单元
    return lu


if __name__ == ‘__main__‘:
    ‘‘‘训练线性单元‘‘‘
    linear_unit = train_linear_unit()
    # 打印训练获得的权重
    print(linear_unit)
    # 测试
    print(‘Work 3.4 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([3.4]))
    print(‘Work 15 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([15]))
    print(‘Work 1.5 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([1.5]))
    print(‘Work 6.3 years, monthly salary = %.2f‘ % linear_unit.predict([6.3]))

  

运行结果如下:

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以上是关于神经网络 线性单元的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

R中的“神经网络”包,整流线性单元(ReLU)激活函数?

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感知器、线性单元