机器学习 深度学习 手写数字识别
2022-04-05 14:32 jym蒟蒻 阅读(147) 评论(0) 编辑 收藏 举报基于深度学习的手写数字识别、python实现
- 一、what is 深度学习
- 二、加深层可以减少网络的参数数量
- 三、深度学习的手写数字识别
深度学习是加深了层的深度神经网络。
加深层的网络可以用更少参数获得与没有加深层同等水平的表现力。
一次5 * 5卷积运算,可以由两次3 * 3卷积运算抵充。
前者参数数量25,后者18 。
而且,参数数量差随着层加深,变大。
叠加小型滤波器来加深网络好处是减少参数的数量,扩大receptive filed(感受野),什么是感受野,就是让神经元变化的一个局部区域。
通过叠加层,将ReLU等激活函数夹在卷积层中间,有助于提高网络表现力,因为非线性函数的叠加,可以表达更复杂的东西。
加深层,可以分层次的分解需要学习的问题,也就是说,可以将各层要学习的问题分解成简单问题。
网络结构:
基于3*3的小型滤波器的卷积层
激活函数:RELU
全连接层后面用Dropout层
基于Adam的最优化
使用He初始值作为权重初始值。
# coding: utf-8
import sys, os
sys.path.append(os.pardir) # 为了导入父目录的文件而进行的设定
import pickle
import numpy as np
from collections import OrderedDict
from common.layers import *
class DeepConvNet:
"""识别率为99%以上的高精度的ConvNet
网络结构如下所示
conv - relu - conv- relu - pool -
conv - relu - conv- relu - pool -
conv - relu - conv- relu - pool -
affine - relu - dropout - affine - dropout - softmax
"""
def __init__(self, input_dim=(1, 28, 28),
conv_param_1 = {'filter_num':16, 'filter_size':3, 'pad':1, 'stride':1},
conv_param_2 = {'filter_num':16, 'filter_size':3, 'pad':1, 'stride':1},
conv_param_3 = {'filter_num':32, 'filter_size':3, 'pad':1, 'stride':1},
conv_param_4 = {'filter_num':32, 'filter_size':3, 'pad':2, 'stride':1},
conv_param_5 = {'filter_num':64, 'filter_size':3, 'pad':1, 'stride':1},
conv_param_6 = {'filter_num':64, 'filter_size':3, 'pad':1, 'stride':1},
hidden_size=50, output_size=10):
# 初始化权重===========
# 各层的神经元平均与前一层的几个神经元有连接(TODO:自动计算)
pre_node_nums = np.array([1*3*3, 16*3*3, 16*3*3, 32*3*3, 32*3*3, 64*3*3, 64*4*4, hidden_size])
wight_init_scales = np.sqrt(2.0 / pre_node_nums) # 使用ReLU的情况下推荐的初始值
self.params = {}
pre_channel_num = input_dim[0]
for idx, conv_param in enumerate([conv_param_1, conv_param_2, conv_param_3, conv_param_4, conv_param_5, conv_param_6]):
self.params['W' + str(idx+1)]