前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >MLP中实现dropout,批标准化MLP中实现dropout,批标准化

MLP中实现dropout,批标准化MLP中实现dropout,批标准化

作者头像
月见樽
发布2018-04-27 12:00:14
1.9K0
发布2018-04-27 12:00:14
举报

MLP中实现dropout,批标准化

基本网络代码

  • 三层MLP
  • 使用MNIST数据集
代码语言:javascript
复制
import torch as pt
import torchvision as ptv
import numpy as np

train_set = ptv.datasets.MNIST("../../pytorch_database/mnist/train",train=True,transform=ptv.transforms.ToTensor(),download=True)
test_set = ptv.datasets.MNIST("../../pytorch_database/mnist/test",train=False,transform=ptv.transforms.ToTensor(),download=True)
train_dataset = pt.utils.data.DataLoader(train_set,batch_size=100)
test_dataset = pt.utils.data.DataLoader(test_set,batch_size=100)

class MLP(pt.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(MLP,self).__init__()
        self.fc1 = pt.nn.Linear(784,512)
        self.fc2 = pt.nn.Linear(512,128)
        self.fc3 = pt.nn.Linear(128,10)
        
    def forward(self,din):
        din = din.view(-1,28*28)
        dout = pt.nn.functional.relu(self.fc1(din))
        dout = pt.nn.functional.relu(self.fc2(dout))
        return pt.nn.functional.softmax(self.fc3(dout))
model = MLP().cuda()
print(model)

# loss func and optim
optimizer = pt.optim.SGD(model.parameters(),lr=0.01,momentum=0.9)
lossfunc = pt.nn.CrossEntropyLoss().cuda()

# accuarcy
def AccuarcyCompute(pred,label):
    pred = pred.cpu().data.numpy()
    label = label.cpu().data.numpy()
    test_np = (np.argmax(pred,1) == label)
    test_np = np.float32(test_np)
    return np.mean(test_np)

for x in range(4):
    for i,data in enumerate(train_dataset):
    
        optimizer.zero_grad()
    
        (inputs,labels) = data
        inputs = pt.autograd.Variable(inputs).cuda()
        labels = pt.autograd.Variable(labels).cuda()
    
        outputs = model(inputs)
    
        loss = lossfunc(outputs,labels)
        loss.backward()
    
        optimizer.step()
    
        if i % 100 == 0:
            print(i,":",AccuarcyCompute(outputs,labels))
代码语言:javascript
复制
MLP (
  (fc1): Linear (784 -> 512)
  (fc2): Linear (512 -> 128)
  (fc3): Linear (128 -> 10)
)
0 : 0.1
100 : 0.2
200 : 0.34
300 : 0.17
400 : 0.51
500 : 0.52
0 : 0.79
100 : 0.77
200 : 0.69
300 : 0.75
400 : 0.85
500 : 0.85
0 : 0.88
100 : 0.8
200 : 0.76
300 : 0.79
400 : 0.85
500 : 0.85
0 : 0.89
100 : 0.81
200 : 0.77
300 : 0.82
400 : 0.85
500 : 0.86

增加批标准化

批标准化是添加在激活函数之前,使用标准化的方式将输入处理到一个区域内或者近似平均的分布在一个区域内 在pytorch中,使用torch.nn.BatchNorm1/2/3d()函数表示一个批标准化层,使用方法与其它层类似

代码语言:javascript
复制
class MLP(pt.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(MLP,self).__init__()
        self.fc1 = pt.nn.Linear(784,512)
        self.norm1 = pt.nn.BatchNorm1d(512,momentum=0.5)
        self.fc2 = pt.nn.Linear(512,128)
        self.norm2 = pt.nn.BatchNorm2d(128,momentum=0.5)
        self.fc3 = pt.nn.Linear(128,10)
        
    def forward(self,din):
        din = din.view(-1,28*28)
        dout = pt.nn.functional.relu(self.norm1(self.fc1(din)))
        dout = pt.nn.functional.relu(self.norm2(self.fc2(dout)))
        return pt.nn.functional.softmax(self.fc3(dout))
model_norm = MLP().cuda()
print(model_norm)

optimizer = pt.optim.SGD(model_norm.parameters(),lr=0.01,momentum=0.9)
lossfunc = pt.nn.CrossEntropyLoss().cuda()
代码语言:javascript
复制
MLP (
  (fc1): Linear (784 -> 512)
  (norm1): BatchNorm1d(512, eps=1e-05, momentum=0.5, affine=True)
  (fc2): Linear (512 -> 128)
  (norm2): BatchNorm2d(128, eps=1e-05, momentum=0.5, affine=True)
  (fc3): Linear (128 -> 10)
)
代码语言:javascript
复制
for x in range(6):
    for i,data in enumerate(train_dataset):
    
        optimizer.zero_grad()
    
        (inputs,labels) = data
        inputs = pt.autograd.Variable(inputs).cuda()
        labels = pt.autograd.Variable(labels).cuda()
    
        outputs = model_norm(inputs)
    
        loss = lossfunc(outputs,labels)
        loss.backward()
    
        optimizer.step()
    
        if i % 200 == 0:
            print(i,":",AccuarcyCompute(outputs,labels))
代码语言:javascript
复制
0 : 0.2
200 : 0.69
400 : 0.89
0 : 0.96
200 : 0.95
400 : 0.97
0 : 0.97
200 : 0.96
400 : 0.99
0 : 0.97
200 : 0.97
400 : 0.99
0 : 0.97
200 : 0.97
400 : 0.99
0 : 0.97
200 : 0.98
400 : 0.99
代码语言:javascript
复制
accuarcy_list = []
for i,(inputs,labels) in enumerate(test_dataset):
    inputs = pt.autograd.Variable(inputs).cuda()
    labels = pt.autograd.Variable(labels).cuda()
    outputs = model_norm(inputs)
    accuarcy_list.append(AccuarcyCompute(outputs,labels))
print(sum(accuarcy_list) / len(accuarcy_list))
代码语言:javascript
复制
0.976300007105

与不使用批标准化的网络(准确率93%左右)相比,使用批标准化的网络准确率由明显的提高

dropout

dropout是一种常见的防止过拟合的方法,通过将网络中的神经元随机的置0来达到防止过拟合的目的 pytorch中使用torch.nn.Dropout()torch.nn.Dropout2/3d()函数构造,且该层只在训练中起作用,在预测时dropout将不会工作

代码语言:javascript
复制
class MLP(pt.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(MLP,self).__init__()
        self.fc1 = pt.nn.Linear(784,512)
        self.drop1 = pt.nn.Dropout(0.6)
        self.fc2 = pt.nn.Linear(512,128)
        self.drop2 = pt.nn.Dropout(0.6)
        self.fc3 = pt.nn.Linear(128,10)
        
    def forward(self,din):
        din = din.view(-1,28*28)
        dout = pt.nn.functional.relu(self.drop1(self.fc1(din)))
        dout = pt.nn.functional.relu(self.drop2(self.fc2(dout)))
        return pt.nn.functional.softmax(self.fc3(dout))
model_drop = MLP().cuda()
print(model_drop)
optimizer = pt.optim.SGD(model_drop.parameters(),lr=0.01,momentum=0.9)
lossfunc = pt.nn.CrossEntropyLoss().cuda()
代码语言:javascript
复制
MLP (
  (fc1): Linear (784 -> 512)
  (drop1): Dropout (p = 0.6)
  (fc2): Linear (512 -> 128)
  (drop2): Dropout (p = 0.6)
  (fc3): Linear (128 -> 10)
)
代码语言:javascript
复制
for x in range(6):
    for i,data in enumerate(train_dataset):
    
        optimizer.zero_grad()
    
        (inputs,labels) = data
        inputs = pt.autograd.Variable(inputs).cuda()
        labels = pt.autograd.Variable(labels).cuda()
    
        outputs = model_drop(inputs)
    
        loss = lossfunc(outputs,labels)
        loss.backward()
    
        optimizer.step()
    
        if i % 200 == 0:
            print(i,":",AccuarcyCompute(outputs,labels))
代码语言:javascript
复制
0 : 0.11
200 : 0.25
400 : 0.32
0 : 0.5
200 : 0.51
400 : 0.74
0 : 0.8
200 : 0.68
400 : 0.8
0 : 0.86
200 : 0.74
400 : 0.85
0 : 0.88
200 : 0.78
400 : 0.8
0 : 0.9
200 : 0.75
400 : 0.83
代码语言:javascript
复制
accuarcy_list = []
for i,(inputs,labels) in enumerate(test_dataset):
    inputs = pt.autograd.Variable(inputs).cuda()
    labels = pt.autograd.Variable(labels).cuda()
    outputs = model_drop(inputs)
    accuarcy_list.append(AccuarcyCompute(outputs,labels))
print(sum(accuarcy_list) / len(accuarcy_list))
代码语言:javascript
复制
0.840299996734

可以看到,dropout对于系统性能的还是有比较大的影响的,对于这种微型网络来说,泛化能力的提升并不明显

疑问

当批标准化和dropout同时存在时,这两个层次的相互位置该如何考虑

  • -> dropout->norm->function?
  • -> norm->dropout->function?
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2017.10.21 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • MLP中实现dropout,批标准化
    • 基本网络代码
      • 增加批标准化
        • dropout
          • 疑问
          领券
          问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档