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python中怎么利用PyTorch进行回归运算

本篇内容介绍了“python中怎么利用PyTorch进行回归运算”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!

    PyTorch中的重要基础函数

    1、class Net(torch.nn.Module)神经网络的构建:

    PyTorch中神经网络的构建和Tensorflow的不一样,它需要用一个类来进行构建(后面还可以用与Keras类似的Sequential模型构建),当然基础还是用类构建,这个类需要继承PyTorch中的神经网络模型,torch.nn.Module,具体构建方式如下:

    # 继承torch.nn.Module模型
    class Net(torch.nn.Module):
    	# 重载初始化函数(我忘了这个是不是叫重载)
        def __init__(self, n_feature, n_hidden, n_output):
            super(Net, self).__init__()
            # Applies a linear transformation to the incoming data: :math:y = xA^T + b
            # 全连接层,公式为y = xA^T + b
            # 在初始化的同时构建两个全连接层(也就是一个隐含层)
            self.hidden = torch.nn.Linear(n_feature, n_hidden)
            self.predict = torch.nn.Linear(n_hidden, n_output)
    	# forward函数用于构建前向传递的过程
        def forward(self, x):
            # 隐含层的输出
            hidden_layer = functional.relu(self.hidden(x))
            # 实际的输出
            output_layer = self.predict(hidden_layer)
            return output_layer

    该部分构建了一个含有一层隐含层的神经网络,隐含层神经元个数为n_hidden。
    在建立了上述的类后,就可以通过如下函数建立神经网络:

    net = Net(n_feature=1, n_hidden=10, n_output=1)

    2、optimizer优化器

    optimizer用于构建模型的优化器,与tensorflow中优化器的意义相同,PyTorch的优化器在前缀为torch.optim的库中。

    优化器需要传入net网络的参数。

    具体使用方式如下:

    # torch.optim是优化器模块
    # Adam可以改成其它优化器,如SGD、RMSprop等
    optimizer = torch.optim.Adam(net.parameters(), lr=1e-3)

    3、loss损失函数定义

    loss用于定义神经网络训练的损失函数,常用的损失函数是均方差损失函数(回归)和交叉熵损失函数(分类)。

    具体使用方式如下:

    # 均方差lossloss_func = torch.nn.MSELoss()

    4、训练过程

    训练过程分为三个步骤:

    1、利用网络预测结果。

    prediction = net(x)

    2、利用预测的结果与真实值对比生成loss。

    loss = loss_func(prediction, y)

    3、进行反向传递(该部分有三步)。

    # 均方差loss
    # 反向传递步骤
    # 1、初始化梯度
    optimizer.zero_grad()
    # 2、计算梯度
    loss.backward()
    # 3、进行optimizer优化
    optimizer.step()

    全部代码

    这是一个简单的回归预测模型。

    import torch
    from torch.autograd import Variable
    import torch.nn.functional as functional
    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    # x的shape为(100,1)
    x = torch.from_numpy(np.linspace(-1,1,100).reshape([100,1])).type(torch.FloatTensor)
    # y的shape为(100,1)
    y = torch.sin(x) + 0.2*torch.rand(x.size())
    class Net(torch.nn.Module):
        def __init__(self, n_feature, n_hidden, n_output):
            super(Net, self).__init__()
            # Applies a linear transformation to the incoming data: :math:y = xA^T + b
            # 全连接层,公式为y = xA^T + b
            self.hidden = torch.nn.Linear(n_feature, n_hidden)
            self.predict = torch.nn.Linear(n_hidden, n_output)
        def forward(self, x):
            # 隐含层的输出
            hidden_layer = functional.relu(self.hidden(x))
            output_layer = self.predict(hidden_layer)
            return output_layer
    # 类的建立
    net = Net(n_feature=1, n_hidden=10, n_output=1)
    # torch.optim是优化器模块
    optimizer = torch.optim.Adam(net.parameters(), lr=1e-3)
    # 均方差loss
    loss_func = torch.nn.MSELoss() 
    for t in range(1000):
        prediction = net(x)
        loss = loss_func(prediction, y)
        # 反向传递步骤
        # 1、初始化梯度
        optimizer.zero_grad()
        # 2、计算梯度
        loss.backward()
        # 3、进行optimizer优化
        optimizer.step()
        if t & 50 == 0:
            print("The loss is",loss.data.numpy())

    运行结果为:

    The loss is 0.27913737
    The loss is 0.2773982
    The loss is 0.27224126
    …………
    The loss is 0.0035993527
    The loss is 0.0035974088
    The loss is 0.0035967692

    “python中怎么利用PyTorch进行回归运算”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注云搜网网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!

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