highway network及mnist数据集测试
先说结论:没经过仔细调参,打不开论文所说代码链接(fq也没打开),结果和普通卷积网络比较没有优势。反倒是BN对网络起着非常重要的作用,达到了99.17%的测试精度(训练轮数还没到过拟合)。
论文为《Training Very Deep Networks》,一说其在resnet前发表,resnet模仿了它。

如上式,对于每个输入,都用一个layer去计算T(sigmoid激活),初始设置T的偏置为负,这样使得激活值开始比较小,便于信息流通。
以下对此做了2个测试,一个将图片Flatten后训练,一个使用卷积层。
1,Flatten
from keras.models import Model,Input
from keras.datasets import mnist
from keras.layers import Dense,Multiply,Add,Layer,Conv2D,Subtract,Lambda,Flatten,MaxPooling2D,BatchNormalization,Activation
from keras.losses import categorical_crossentropy
from keras import optimizers
from keras.utils import to_categorical
from keras import initializers
import keras.backend as K
(x_train,y_train),(x_test,y_test)=mnist.load_data() X_train=x_train.reshape(60000,-1)/255.
X_test=x_test.reshape(10000,-1)/255. y_train=to_categorical(y_train,num_classes=10)
y_test=to_categorical(y_test,num_classes=10)
自定义Block层,对应上面的公式
# 自定义highway-network的一个block
class Block(Layer):
def __init__(self,units,**kwargs):
self.units=units
self.weight_initializer=initializers.truncated_normal()
self.bh_initializer=initializers.constant(0.01)
# 根据论文,转换层使用负的偏置。这样开始训练时转换层输出小,信息基本原样流通
# 开始设置为-1,不行,这个参数还是敏感的
self.bt_initializer=initializers.constant(-0.3)
super(Block,self).__init__(**kwargs)
def build(self,input_shape):
self.h_w=self.add_weight(name='hw',shape=(input_shape[-1],self.units),initializer=self.weight_initializer,trainable=True)
self.t_w=self.add_weight(name='tw',shape=(input_shape[-1],self.units),initializer=self.weight_initializer,trainable=True)
self.h_b=self.add_weight(name='hb',shape=(input_shape[-1],),initializer=self.bh_initializer,trainable=True)
self.t_b=self.add_weight(name='tb',shape=(input_shape[-1],),initializer=self.bt_initializer,trainable=True)
super(Block,self).build(input_shape)
def call(self,inputs):
h_out=K.relu(K.dot(inputs,self.h_w)+self.h_b)
t_out=K.sigmoid(K.dot(inputs,self.t_w)+self.t_b)
out1=t_out*h_out
out2=(1-t_out)*inputs
return out1+out2
先降维一下,再叠加10个Block,使用带动量的SGD训练,参数为134,090
block_layers=10
inputs=Input(shape=(784,))
x=Dense(64,activation='relu')(inputs)
for i in range(block_layers):
x=Block(64)(x)
x=Dense(10,activation='softmax')(x)
model=Model(inputs,x) model.compile(optimizer=optimizers.Adam(),loss=categorical_crossentropy,metrics=['accuracy']) model.summary()
model.fit(X_train,y_train,batch_size=32,epochs=20,verbose=2,validation_split=0.3)
观测训练后,选定epochs为6,再用完整数据集训练一遍,测试精度97.5%
model.fit(X_train,y_train,batch_size=32,epochs=6,verbose=2)
model.evaluate(X_test,y_test)# 97.5%
作为对比,以下简单卷积网络测试精度即可达到97.83%,参数159,010
inputs=Input(shape=(784,))
x=Dense(200,activation='relu')(inputs)
x=Dense(10,activation='softmax')(x)
model=Model(inputs,x)
2,CNN
此处不再赘述,仅对模型创建过程说明一下,叠加10层,参数172,010,batch_size调整为128,训练后未在完整数据集再训练一遍,直接测试集精度为98.48%。但这也不够高。
layer_size=10
inputs=Input((28,28,1))
x=Conv2D(16,3,activation='relu',padding='same')(inputs)
for i in range(layer_size):
t=Conv2D(16,3,activation='sigmoid',padding='same',bias_initializer=initializers.constant(-1.))(x)
h=Conv2D(16,3,activation='relu',padding='same',bias_initializer=initializers.random_uniform())(x)
out1=Multiply()([t,h])
sub=Lambda(lambda p:1-p)(t)
out2=Multiply()([x,sub])
x=Add()([out1,out2])
x=Flatten()(x)
x=Dense(10,activation='softmax')(x)
model=Model(inputs,x)
model.summary()
3,BatchNormalization
调整验证集比例为20%
inputs=Input((28,28,1))
x=Conv2D(32,3,padding='same')(inputs)
x=BatchNormalization()(x)
x=Activation('tanh')(x)
x=Conv2D(32,3,padding='same',activation='tanh')(x)
x=MaxPooling2D()(x)
x=Conv2D(64,3,padding='same')(x)
x=BatchNormalization()(x)
x=Activation('tanh')(x)
x=Conv2D(64,3,padding='same',activation='tanh')(x)
x=MaxPooling2D()(x)
x=Flatten()(x)
x=Dense(10,activation='softmax')(x)
model=Model(inputs,x)
model.compile(optimizer=optimizers.SGD(momentum=0.8,nesterov=True),loss=categorical_crossentropy,metrics=['accuracy']) model.fit(X_train,y_train,batch_size=128,epochs=30,validation_split=0.2,verbose=2)
看看训练过程,可以看到,到训练30轮为止,验证损失仍没有上升迹象
Train on 48000 samples, validate on 12000 samples
Epoch 1/30
- 23s - loss: 0.2314 - accuracy: 0.9346 - val_loss: 0.1393 - val_accuracy: 0.9606
Epoch 2/30
- 23s - loss: 0.0756 - accuracy: 0.9778 - val_loss: 0.0675 - val_accuracy: 0.9810
Epoch 3/30
- 23s - loss: 0.0565 - accuracy: 0.9843 - val_loss: 0.0570 - val_accuracy: 0.9834
Epoch 4/30
- 23s - loss: 0.0451 - accuracy: 0.9870 - val_loss: 0.0519 - val_accuracy: 0.9851
Epoch 5/30
- 23s - loss: 0.0390 - accuracy: 0.9890 - val_loss: 0.0444 - val_accuracy: 0.9871
Epoch 6/30
- 23s - loss: 0.0335 - accuracy: 0.9905 - val_loss: 0.0431 - val_accuracy: 0.9878
Epoch 7/30
- 23s - loss: 0.0294 - accuracy: 0.9921 - val_loss: 0.0413 - val_accuracy: 0.9883
Epoch 8/30
- 23s - loss: 0.0267 - accuracy: 0.9928 - val_loss: 0.0396 - val_accuracy: 0.9899
Epoch 9/30
- 23s - loss: 0.0241 - accuracy: 0.9933 - val_loss: 0.0385 - val_accuracy: 0.9886
Epoch 10/30
- 23s - loss: 0.0222 - accuracy: 0.9942 - val_loss: 0.0391 - val_accuracy: 0.9877
Epoch 11/30
- 23s - loss: 0.0200 - accuracy: 0.9950 - val_loss: 0.0378 - val_accuracy: 0.9887
Epoch 12/30
- 23s - loss: 0.0188 - accuracy: 0.9950 - val_loss: 0.0381 - val_accuracy: 0.9881
Epoch 13/30
- 23s - loss: 0.0166 - accuracy: 0.9960 - val_loss: 0.0354 - val_accuracy: 0.9902
Epoch 14/30
- 23s - loss: 0.0156 - accuracy: 0.9961 - val_loss: 0.0379 - val_accuracy: 0.9886
Epoch 15/30
- 23s - loss: 0.0145 - accuracy: 0.9967 - val_loss: 0.0341 - val_accuracy: 0.9906
Epoch 16/30
- 23s - loss: 0.0133 - accuracy: 0.9971 - val_loss: 0.0345 - val_accuracy: 0.9902
Epoch 17/30
- 23s - loss: 0.0122 - accuracy: 0.9973 - val_loss: 0.0341 - val_accuracy: 0.9908
Epoch 18/30
- 23s - loss: 0.0113 - accuracy: 0.9978 - val_loss: 0.0346 - val_accuracy: 0.9900
Epoch 19/30
- 23s - loss: 0.0102 - accuracy: 0.9983 - val_loss: 0.0334 - val_accuracy: 0.9902
Epoch 20/30
- 23s - loss: 0.0097 - accuracy: 0.9982 - val_loss: 0.0326 - val_accuracy: 0.9910
Epoch 21/30
- 23s - loss: 0.0091 - accuracy: 0.9984 - val_loss: 0.0325 - val_accuracy: 0.9907
Epoch 22/30
- 23s - loss: 0.0083 - accuracy: 0.9987 - val_loss: 0.0325 - val_accuracy: 0.9905
Epoch 23/30
- 23s - loss: 0.0077 - accuracy: 0.9989 - val_loss: 0.0324 - val_accuracy: 0.9908
Epoch 24/30
- 23s - loss: 0.0073 - accuracy: 0.9990 - val_loss: 0.0330 - val_accuracy: 0.9900
Epoch 25/30
- 23s - loss: 0.0067 - accuracy: 0.9992 - val_loss: 0.0337 - val_accuracy: 0.9913
Epoch 26/30
- 23s - loss: 0.0065 - accuracy: 0.9992 - val_loss: 0.0318 - val_accuracy: 0.9907
Epoch 27/30
- 23s - loss: 0.0062 - accuracy: 0.9993 - val_loss: 0.0328 - val_accuracy: 0.9907
Epoch 28/30
- 23s - loss: 0.0056 - accuracy: 0.9995 - val_loss: 0.0316 - val_accuracy: 0.9914
Epoch 29/30
- 23s - loss: 0.0052 - accuracy: 0.9996 - val_loss: 0.0313 - val_accuracy: 0.9912
Epoch 30/30
- 23s - loss: 0.0049 - accuracy: 0.9997 - val_loss: 0.0313 - val_accuracy: 0.9911
完整数据集训练30轮后,测试精度99.17%。
后续可以尝试更深的网络,使用resnet。或者直接使用inception等。
highway network及mnist数据集测试的更多相关文章
- Tensorflow MNIST 数据集测试代码入门
本系列文章由 @yhl_leo 出品,转载请注明出处. 文章链接: http://blog.csdn.net/yhl_leo/article/details/50614444 测试代码已上传至GitH ...
- mxnet卷积神经网络训练MNIST数据集测试
mxnet框架下超全手写字体识别—从数据预处理到网络的训练—模型及日志的保存 import numpy as np import mxnet as mx import logging logging. ...
- 从零到一:caffe-windows(CPU)配置与利用mnist数据集训练第一个caffemodel
一.前言 本文会详细地阐述caffe-windows的配置教程.由于博主自己也只是个在校学生,目前也写不了太深入的东西,所以准备从最基础的开始一步步来.个人的计划是分成配置和运行官方教程,利用自己的数 ...
- Caffe系列4——基于Caffe的MNIST数据集训练与测试(手把手教你使用Lenet识别手写字体)
基于Caffe的MNIST数据集训练与测试 原创:转载请注明https://www.cnblogs.com/xiaoboge/p/10688926.html 摘要 在前面的博文中,我详细介绍了Caf ...
- Caffe初试(二)windows下的cafee训练和测试mnist数据集
一.mnist数据集 mnist是一个手写数字数据库,由Google实验室的Corinna Cortes和纽约大学柯朗研究院的Yann LeCun等人建立,它有60000个训练样本集和10000个测试 ...
- windows下使用caffe测试mnist数据集
在win10机子上装了caffe,感谢大神们的帖子,要入坑caffe-windows的朋友们看这里,还有这里,安装下来基本没什么问题. 好了,本博文写一下使用caffe测试mnist数据集的步骤. 1 ...
- Ubuntu14.04+caffe+cuda7.5 环境搭建以及MNIST数据集的训练与测试
Ubuntu14.04+caffe+cuda 环境搭建以及MNIST数据集的训练与测试 一.ubuntu14.04的安装: ubuntu的安装是一件十分简单的事情,这里给出一个参考教程: http:/ ...
- Windows下mnist数据集caffemodel分类模型训练及测试
1. MNIST数据集介绍 MNIST是一个手写数字数据库,样本收集的是美国中学生手写样本,比较符合实际情况,大体上样本是这样的: MNIST数据库有以下特性: 包含了60000个训练样本集和1000 ...
- 实践详细篇-Windows下使用VS2015编译的Caffe训练mnist数据集
上一篇记录的是学习caffe前的环境准备以及如何创建好自己需要的caffe版本.这一篇记录的是如何使用编译好的caffe做训练mnist数据集,步骤编号延用上一篇 <实践详细篇-Windows下 ...
随机推荐
- 粗暴,干就完了----徐晓冬似的C语言自学笔记-----实现一个链表结构
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define N 5 /*N 假定数组长度为5*/ typedef struct snode { ...
- hbuilderX创建vue项目之添加router路由(前端萌新)
作为一个刚刚接触前端不久的新人来说,熟悉了一种目录结构或者项目创建方法以后,恨不得一辈子不会变! 可是人要生活,就要工作,既然是打工,当然要满足雇佣者的要求. 今天我来说说 hbuilderX 这个开 ...
- Java日期工具类DateUtils详解(转)
jar包 appache下的 common-lang3 一. 对指定的日期新增年.月.周.日.小时.分钟.秒.毫秒 public static Date addDays(Date date, int ...
- Python模块之目录
1.加密算法有关 hmac模块 hashlib模块 2.进程有关 multiprocessing模块 3.线程有关 threading模块 4.协程有关 asyncio模块 5.系统命令调用 sub ...
- OFDM留空中央直流子载波目的及原理
目的: 降低峰均比! 原理: IDFT公式: 直流分量k接近0,公式近似于对X(k)进行累加,因此直流分量会产生较大的信号能量,造成严重的峰均比. 详细内容可参考: https://dwz.cn/Zl ...
- Navicat Premium 12 卸载和注册表的删除
卸载就不用我说了,win10也好,win7也好直接windows设置里的卸载,或者你觉得别的软件卸载的比较干净也行 不过还是不会删掉注册表,甚至文件夹都不删除, ... 这是卸载 ,在此说一下,为了安 ...
- mysql 查看当前正在执行的语句
查看当前正在执行的语句 show processlist:show processlist; 结束正在执行的语句进程 kill 进程id
- 安装conda后取消命令行前出现的base,取消每次启动自动激活conda的基础环境, 使用ubuntu 自带的Python环境
方法一: 退出base环境回到系统自带的环境 conda deactivate 方法二 1,通过将auto_activate_base参数设置为false实现: conda config --set ...
- django快速实现完整登录系统,把登陆注册串在一起并增加cookie(六)
1.使用之前创建的项目和应用 mysite3 account 2.使用之前的数据库构造 class User(models.Model): username=models.CharField(max ...
- js创建链表
首先要明确,我们为什么要创建链表呢?数组的大小是固定的,从数组的起点或中间插入或移除的成本很高,因为需要移动元素.尽管JS的Array类方法可以做这些,但是情况也是这样.链表存储有序的元素集合,但不同 ...