【484】Book - Deep Learning with Python 相关说明与代码
目录：
一、相关函数说明
在 jupyter notebook 中使用代码 imdb.load_data? 可以获取函数的帮助文件。
Signature: imdb.load_data(path='imdb.npz', num_words=None, skip_top=0, maxlen=None, seed=113, start_char=1, oov_char=2, index_from=3, **kwargs)
Docstring:
Loads the IMDB dataset.
# Arguments
path: where to cache the data (relative to `~/.keras/dataset`).
num_words: max number of words to include. Words are ranked
by how often they occur (in the training set) and only
the most frequent words are kept
保留前 num_words 个最常出现的单词，低频单词将被舍弃
skip_top: skip the top N most frequently occurring words
(which may not be informative).
maxlen: sequences longer than this will be filtered out.
序列长度太大会被顾虑掉
seed: random seed for sample shuffling.
start_char: The start of a sequence will be marked with this character.
Set to 1 because 0 is usually the padding character.
oov_char: words that were cut out because of the `num_words`
or `skip_top` limit will be replaced with this character.
index_from: index actual words with this index and higher.
# Returns
Tuple of Numpy arrays: `(x_train, y_train), (x_test, y_test)`.
训练和测试数据以上面的形式返回
2. numpy array 可以通过 list 将所有索引赋值
a = [1, 2, 3]
b = np.zeros((4,4))
b[1][a] = 1
# b[1, a] = 1
# 效果相同，将 a 列表中的所有索引一起赋值
b
output:
array([[0., 0., 0., 0.],
[0., 1., 1., 1.],
[0., 0., 0., 0.],
[0., 0., 0., 0.]])
可以同时获取索引值及对应的值，特比适合进行 one hot encoding 构建
def to_one_hot(labels, dimension=46):
results = np.zeros((len(labels), dimension))
for i, label in enumerate(labels):
results[i, label] = 1
return results
a = [1, 2, 3, 4, 5] b = [1, 2, 5, 4, 3] c = np.array(a) == np.array(b) # 对比对应的数值是否一致 print(c) # 返回一致的元素个数 print(np.sum(c)) output: array([ True, True, False, True, False]) 3
5. 标签为整数，用 sparse_categorical_crossentropy 损失函数
对于二维的 numpy array，在计算 mean 的时候有个 axis 可以选，对于 axis=0，是指计算行的平均值，axis=1，是计算列的平均值
a = np.arange(12)
a
array([ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11])
a = a.reshape((3, 4))
a
array([[ 0, 1, 2, 3],
[ 4, 5, 6, 7],
[ 8, 9, 10, 11]])
a.mean(axis=0)
array([4., 5., 6., 7.])
a.mean(axis=1)
array([1.5, 5.5, 9.5])
a.sum(axis=0)
array([12, 15, 18, 21])
a.sum(axis=1)
array([ 6, 22, 38])
一种常见的降低 overfitting 的方法就是强制让模型权重只能取较小的值，从而限制模型的复杂度，这使得权重值的分布更加规则（regular）。
- 添加 L2 权重正则化
- 添加 L1 权重正则化
- 添加 L1 和 L2 权重正则化
from keras import regularizers
model = models.Sequential()
model.add(layers.Dense(8, kernel_regularizer=regularizers.l2(0.001),
activation='tanh', input_shape=(10000,)))
...
or
kernel_regularizer=regularizers.l1(0.001)
kernel_regularizer=regularizers.l1_l2(l1=0.001, l2=0.001)
对某一层使用 dropout，就是在训练过程中随机将该层的一些输出特征舍弃（设置为 0）。
dropout 比率（dropout rate）是被设为 0 的特征所占的比例，通常在 0.2~0.5 范围内。测试时没有单元被舍弃，而该层的输出值需要按照 dropout 比率缩小，因为这时比训练时有更多的单元被激活，需要加以平衡。
灵感：from Hinton。银行的防欺诈系统就是，办理业务有很多人，每个人负责某一项工作，这样他们想要欺诈银行就需要很多人合作，只要其中一两个人不合作，这个事情就无法完成，就类似于权重值，他们会有些“阴谋”，将他们有些值设置为 0，就可以打乱这种“阴谋”。
keras 里面添加 dropout 层如下：
model = models.Sequential() model.add(layers.Dense(16, activation='relu', input_shape=(10000,))) model.add(layers.Dropout(0.5) model.add(layers.Dense(16, activation='relu')) model.add(layers.Dropout(0.5) model.add(layers.Dense(16, activation='relu')) model.add(layers.Dropout(0.5) ...
二、具体案例分析
1. imdb 电影评论情感分析
本例包含数据预处理，one-hot encoding，Keras 模型简介，hyperparameter 参数调参，结论就是想要达到好的结果，就是要不停的调整参数，避免 overfitting。
参考：deep-learning-with-python-notebooks/3.5-classifying-movie-reviews.ipynb
结论：
- 一个隐藏层反而得到更好的效果，因为隐藏层太多容易 overfitting
- 隐藏层单元为 8 个的时候效果最好，太多容易 overfitting，太少容易 underfitting
- optimizer 改为 mse 反而效果更好
- activation 改为 tanh 反而效果更好
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