基于keras的双层LSTM网络和双向LSTM网络

基于keras的双层LSTM网络和双向LSTM网络1前言基于keras的双层LSTM网络和双向LSTM网络中,都会用到LSTM层,主要参数如下:LSTM(units,input_shape,return_sequences=False)units:隐藏层神经元个数 input_shape=(time_step,input_feature):time_step是序列递归的步数,input_feature是输入特征维数 re…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

1 前言

基于keras的双层LSTM网络双向LSTM网络中,都会用到 LSTM层,主要参数如下:

LSTM(units,input_shape,return_sequences=False)
  • units:隐藏层神经元个数
  • input_shape=(time_step, input_feature):time_step是序列递归的步数,input_feature是输入特征维数
  • return_sequences: 取值为True,表示每个时间步的值都返回;取值为False,表示只返回最后一个时间步的取值

本文以MNIST手写数字分类为例,讲解双层LSTM网络和双向LSTM网络的实现。关于MNIST数据集的说明,见使用TensorFlow实现MNIST数据集分类

笔者工作空间如下:

基于keras的双层LSTM网络和双向LSTM网络

代码资源见–> 双隐层LSTM和双向LSTM

2 双层LSTM网络

基于keras的双层LSTM网络和双向LSTM网络
双层LSTM网络结构

 DoubleLSTM.py

from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense,LSTM

#载入数据
def read_data(path):
    mnist=input_data.read_data_sets(path,one_hot=True)
    train_x,train_y=mnist.train.images.reshape(-1,28,28),mnist.train.labels,
    valid_x,valid_y=mnist.validation.images.reshape(-1,28,28),mnist.validation.labels,
    test_x,test_y=mnist.test.images.reshape(-1,28,28),mnist.test.labels
    return train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y

#双层LSTM模型
def DoubleLSTM(train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y):
    #创建模型
    model=Sequential()
    model.add(LSTM(64,input_shape=(28,28),return_sequences=True))  #返回所有节点的输出
    model.add(LSTM(32,return_sequences=False))  #返回最后一个节点的输出
    model.add(Dense(10,activation='softmax'))
    #查看网络结构
    model.summary()
    #编译模型
    model.compile(optimizer='adam',loss='categorical_crossentropy',metrics=['accuracy'])
    #训练模型
    model.fit(train_x,train_y,batch_size=500,nb_epoch=15,verbose=2,validation_data=(valid_x,valid_y))
    #评估模型
    pre=model.evaluate(test_x,test_y,batch_size=500,verbose=2)
    print('test_loss:',pre[0],'- test_acc:',pre[1])
   
train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y=read_data('MNIST_data')
DoubleLSTM(train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y)

每层网络输出尺寸:

_________________________________________________________________
Layer (type)                 Output Shape              Param #   
=================================================================
lstm_5 (LSTM)                (None, 28, 64)            23808     
_________________________________________________________________
lstm_6 (LSTM)                (None, 32)                12416     
_________________________________________________________________
dense_5 (Dense)              (None, 10)                330       
=================================================================
Total params: 36,554
Trainable params: 36,554
Non-trainable params: 0

由于第一个LSTM层设置了 return_sequences=True,每个节点的输出值都会返回,因此输出尺寸为 (None, 28, 64) 

由于第二个LSTM层设置了 return_sequences=False,只有最后一个节点的输出值会返回,因此输出尺寸为 (None, 32) 

 训练结果:

Epoch 13/15
 - 17s - loss: 0.0684 - acc: 0.9796 - val_loss: 0.0723 - val_acc: 0.9792
Epoch 14/15
 - 18s - loss: 0.0633 - acc: 0.9811 - val_loss: 0.0659 - val_acc: 0.9822
Epoch 15/15
 - 17s - loss: 0.0597 - acc: 0.9821 - val_loss: 0.0670 - val_acc: 0.9812
test_loss: 0.0714278114028275 - test_acc: 0.9789000034332276

3 双向LSTM网络

基于keras的双层LSTM网络和双向LSTM网络
双向LSTM网络结构
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense,LSTM,Bidirectional

#载入数据
def read_data(path):
    mnist=input_data.read_data_sets(path,one_hot=True)
    train_x,train_y=mnist.train.images.reshape(-1,28,28),mnist.train.labels,
    valid_x,valid_y=mnist.validation.images.reshape(-1,28,28),mnist.validation.labels,
    test_x,test_y=mnist.test.images.reshape(-1,28,28),mnist.test.labels
    return train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y

#双向LSTM模型
def BiLSTM(train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y):
    #创建模型
    model=Sequential()
    lstm=LSTM(64,input_shape=(28,28),return_sequences=False)  #返回最后一个节点的输出
    model.add(Bidirectional(lstm))  #双向LSTM
    model.add(Dense(10,activation='softmax'))
    #编译模型
    model.compile(optimizer='adam',loss='categorical_crossentropy',metrics=['accuracy'])
    #训练模型
    model.fit(train_x,train_y,batch_size=500,nb_epoch=15,verbose=2,validation_data=(valid_x,valid_y))
    #查看网络结构
    model.summary()
    #评估模型
    pre=model.evaluate(test_x,test_y,batch_size=500,verbose=2)
    print('test_loss:',pre[0],'- test_acc:',pre[1])
   
train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y=read_data('MNIST_data')
BiLSTM(train_x,train_y,valid_x,valid_y,test_x,test_y)

 每层网络输出尺寸:

_________________________________________________________________
Layer (type)                 Output Shape              Param #   
=================================================================
bidirectional_5 (Bidirection (None, 128)               47616     
_________________________________________________________________
dense_6 (Dense)              (None, 10)                1290      
=================================================================
Total params: 48,906
Trainable params: 48,906
Non-trainable params: 0

由于LSTM层设置了 return_sequences=False,只有最后一个节点的输出值会返回,每层LSTM返回64维向量,两层合并共128维,因此输出尺寸为 (None, 128) 

训练结果: 

Epoch 13/15
 - 22s - loss: 0.0512 - acc: 0.9839 - val_loss: 0.0632 - val_acc: 0.9790
Epoch 14/15
 - 22s - loss: 0.0453 - acc: 0.9865 - val_loss: 0.0534 - val_acc: 0.9832
Epoch 15/15
 - 22s - loss: 0.0418 - acc: 0.9869 - val_loss: 0.0527 - val_acc: 0.9830
test_loss: 0.06457789749838412 - test_acc: 0.9795000076293945

 

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/149940.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • 图像降采样原理_降采样滤波

    图像降采样原理_降采样滤波转自:http://www.lofter.com/postentry?from=search&permalink=1cb3111d_6ee95871、先说说这两个词的概念: 降采样

    2022年8月2日
    10
  • C++sstream

    C++sstream#include<iostream>#include<stdio.h>#include<algorithm>#include<vector>#include<cstring>#include<sstream>#include<strstream>#include<queue>using…

    2022年6月4日
    27
  • 交换机上uplink端口的作用是什么_uplink怎么用的

    交换机上uplink端口的作用是什么_uplink怎么用的PoE交换机是如今安防行业使用很广泛的一种设备,因为它是是一种为远程交换机(如IP电话或摄像机)提供电力和数据传输的交换机,具有非常重要的作用。而在使用PoE交换机时,就有朋友咨询到,有的PoE交换机上标着PoE,另外也看到有的标着PoE+。那么,PoE交换机与PoE+有什么区别呢?接下来就由飞畅科技的小编来为大家详细介绍下吧!1、什么是PoE交换机PoE交换机由IEEE802.3af标准定义,…

    2022年10月4日
    2
  • Windows环境下Anaconda3安装配置pytorch详细步骤(踩坑汇总)

    Windows环境下Anaconda3安装配置pytorch详细步骤(踩坑汇总)【机器学习】Windows环境下Anaconda安装配置pytorch详细步骤(踩坑汇总)Anaconda安装Anaconda检验安装并配置基础环境Pytorch这次安装过程可以说是一波三折了,感觉几乎所有奇奇怪怪的问题都遇见了。感觉很少有遇见这么多问题的同学,所有索性汇总一下写出来给大家做个参考。因为也是我第一次写博客,所以希望大家多批评指正,我会虚心改正的哈。希望对大家有帮助!Anacon…

    2022年6月24日
    147
  • docker如何启动镜像_镜像是反的吗

    docker如何启动镜像_镜像是反的吗一、dockerrun启动–env-file表示从文件加载环境变量,文件格式为key=value每行一个变量-v表示将宿主机上的文件挂载到镜像中,冒号前面表示宿主机文件路径,后面表示镜像文件路径,都要用绝对路径-p表示将镜像中的8080端口映射到宿主机上的8083端口,10.142.8.12代表宿主机ipdockerrun-it–env-file./run/h…

    2022年9月22日
    2
  • SpringFramework、SpringBoot、SpringCloud的区别

    SpringFramework、SpringBoot、SpringCloud的区别文章目录SpringSpringFrameworkSpringMVCSpringBootSpringCloud总结Spring是一个技术生态体系,是集大成者。它包含了SpringFramework、SpringBoot、SpringCloud等(还包括SpringClouddataflow、springdata、springintegration、springbatch、springsecurity、springhateoas),可以参考链接:https://spring.

    2022年6月1日
    31

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号