提交 a6c30c00 编写于 作者: Y Yi Wang

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上级 67540b6e
......@@ -10,14 +10,20 @@
- id: check-symlinks
- id: detect-private-key
- id: end-of-file-fixer
files: \.md$
- id: trailing-whitespace
files: \.md$
- repo: git://github.com/Lucas-C/pre-commit-hooks
sha: v1.0.1
hooks:
- id: forbid-crlf
files: \.md$
- id: remove-crlf
files: \.md$
- id: forbid-tabs
files: \.md$
- id: remove-tabs
files: \.md$
- repo: local
hooks:
- id: convert-markdown-into-html
......
......@@ -57,8 +57,8 @@ $$y_i = \omega_1x_{i1} + \omega_2x_{i2} + \ldots + \omega_dx_{id} + b, i=1,\ldo
## 效果展示
我们使用从[UCI Housing Data Set](https://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Housing)获得的波士顿房价数据集进行模型的训练和预测。下面的散点图展示了使用模型对部分房屋价格进行的预测。其中,每个点的横坐标表示同一类房屋真实价格的中位数,纵坐标表示线性回归模型根据特征预测的结果,当二者值完全相等的时候就会落在虚线上。所以模型预测得越准确,则点离虚线越近。
<p align="center">
<img src = "image/predictions.png" width=400><br/>
图1. 预测值 V.S. 真实值
<img src = "image/predictions.png" width=400><br/>
图1. 预测值 V.S. 真实值
</p>
## 模型概览
......@@ -138,8 +138,8 @@ import paddle.v2.dataset.uci_housing as uci_housing
- 很多的机器学习技巧/模型(例如L1,L2正则项,向量空间模型-Vector Space Model)都基于这样的假设:所有的属性取值都差不多是以0为均值且取值范围相近的。
<p align="center">
<img src = "image/ranges.png" width=550><br/>
图2. 各维属性的取值范围
<img src = "image/ranges.png" width=550><br/>
图2. 各维属性的取值范围
</p>
#### 整理训练集与测试集
......
......@@ -215,24 +215,24 @@ paddle.init(use_gpu=False, trainer_count=1)
1. 定义数据输入及其维度
网络输入定义为 `data_layer` (数据层),在图像分类中即为图像像素信息。CIFRAR10是RGB 3通道32x32大小的彩色图,因此输入数据大小为3072(3x32x32),类别大小为10,即10分类。
网络输入定义为 `data_layer` (数据层),在图像分类中即为图像像素信息。CIFRAR10是RGB 3通道32x32大小的彩色图,因此输入数据大小为3072(3x32x32),类别大小为10,即10分类。
```python
```python
datadim = 3 * 32 * 32
classdim = 10
image = paddle.layer.data(
name="image", type=paddle.data_type.dense_vector(datadim))
```
```
2. 定义VGG网络核心模块
```python
net = vgg_bn_drop(image)
```
VGG核心模块的输入是数据层,`vgg_bn_drop` 定义了16层VGG结构,每层卷积后面引入BN层和Dropout层,详细的定义如下:
```python
net = vgg_bn_drop(image)
```
VGG核心模块的输入是数据层,`vgg_bn_drop` 定义了16层VGG结构,每层卷积后面引入BN层和Dropout层,详细的定义如下:
```python
```python
def vgg_bn_drop(input):
def conv_block(ipt, num_filter, groups, dropouts, num_channels=None):
return paddle.networks.img_conv_group(
......@@ -261,33 +261,33 @@ paddle.init(use_gpu=False, trainer_count=1)
layer_attr=paddle.attr.Extra(drop_rate=0.5))
fc2 = paddle.layer.fc(input=bn, size=512, act=paddle.activation.Linear())
return fc2
```
```
2.1. 首先定义了一组卷积网络,即conv_block。卷积核大小为3x3,池化窗口大小为2x2,窗口滑动大小为2,groups决定每组VGG模块是几次连续的卷积操作,dropouts指定Dropout操作的概率。所使用的`img_conv_group`是在`paddle.networks`中预定义的模块,由若干组 `Conv->BN->ReLu->Dropout` 和 一组 `Pooling` 组成,
2.1. 首先定义了一组卷积网络,即conv_block。卷积核大小为3x3,池化窗口大小为2x2,窗口滑动大小为2,groups决定每组VGG模块是几次连续的卷积操作,dropouts指定Dropout操作的概率。所使用的`img_conv_group`是在`paddle.networks`中预定义的模块,由若干组 `Conv->BN->ReLu->Dropout` 和 一组 `Pooling` 组成,
2.2. 五组卷积操作,即 5个conv_block。 第一、二组采用两次连续的卷积操作。第三、四、五组采用三次连续的卷积操作。每组最后一个卷积后面Dropout概率为0,即不使用Dropout操作。
2.2. 五组卷积操作,即 5个conv_block。 第一、二组采用两次连续的卷积操作。第三、四、五组采用三次连续的卷积操作。每组最后一个卷积后面Dropout概率为0,即不使用Dropout操作。
2.3. 最后接两层512维的全连接。
2.3. 最后接两层512维的全连接。
3. 定义分类器
通过上面VGG网络提取高层特征,然后经过全连接层映射到类别维度大小的向量,再通过Softmax归一化得到每个类别的概率,也可称作分类器。
通过上面VGG网络提取高层特征,然后经过全连接层映射到类别维度大小的向量,再通过Softmax归一化得到每个类别的概率,也可称作分类器。
```python
```python
out = paddle.layer.fc(input=net,
size=classdim,
act=paddle.activation.Softmax())
```
```
4. 定义损失函数和网络输出
在有监督训练中需要输入图像对应的类别信息,同样通过`paddle.layer.data`来定义。训练中采用多类交叉熵作为损失函数,并作为网络的输出,预测阶段定义网络的输出为分类器得到的概率信息。
在有监督训练中需要输入图像对应的类别信息,同样通过`paddle.layer.data`来定义。训练中采用多类交叉熵作为损失函数,并作为网络的输出,预测阶段定义网络的输出为分类器得到的概率信息。
```python
```python
lbl = paddle.layer.data(
name="label", type=paddle.data_type.integer_value(classdim))
cost = paddle.layer.classification_cost(input=out, label=lbl)
```
```
### ResNet
......
......@@ -74,8 +74,8 @@ $$X = USV^T$$
本章中,当词向量训练好后,我们可以用数据可视化算法t-SNE\[[4](#参考文献)\]画出词语特征在二维上的投影(如下图所示)。从图中可以看出,语义相关的词语(如a, the, these; big, huge)在投影上距离很近,语意无关的词(如say, business; decision, japan)在投影上的距离很远。
<p align="center">
<img src = "image/2d_similarity.png" width=400><br/>
图1. 词向量的二维投影
<img src = "image/2d_similarity.png" width=400><br/>
图1. 词向量的二维投影
</p>
另一方面,我们知道两个向量的余弦值在$[-1,1]$的区间内:两个完全相同的向量余弦值为1, 两个相互垂直的向量之间余弦值为0,两个方向完全相反的向量余弦值为-1,即相关性和余弦值大小成正比。因此我们还可以计算两个词向量的余弦相似度:
......@@ -128,8 +128,8 @@ $$\frac{1}{T}\sum_t f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1};\theta) + R(\theta)$$
其中$f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1})$表示根据历史n-1个词得到当前词$w_t$的条件概率,$R(\theta)$表示参数正则项。
<p align="center">
<img src="image/nnlm.png" width=500><br/>
图2. N-gram神经网络模型
<img src="image/nnlm.png" width=500><br/>
图2. N-gram神经网络模型
</p>
图2展示了N-gram神经网络模型,从下往上看,该模型分为以下几个部分:
......@@ -139,7 +139,7 @@ $$\frac{1}{T}\sum_t f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1};\theta) + R(\theta)$$
- 然后所有词语的词向量连接成一个大向量,并经过一个非线性映射得到历史词语的隐层表示:
$$g=Utanh(\theta^Tx + b_1) + Wx + b_2$$
$$g=Utanh(\theta^Tx + b_1) + Wx + b_2$$
其中,$x$为所有词语的词向量连接成的大向量,表示文本历史特征;$\theta$、$U$、$b_1$、$b_2$和$W$分别为词向量层到隐层连接的参数。$g$表示未经归一化的所有输出单词概率,$g_i$表示未经归一化的字典中第$i$个单词的输出概率。
......@@ -160,8 +160,8 @@ $$\frac{1}{T}\sum_t f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1};\theta) + R(\theta)$$
CBOW模型通过一个词的上下文(各N个词)预测当前词。当N=2时,模型如下图所示:
<p align="center">
<img src="image/cbow.png" width=250><br/>
图3. CBOW模型
<img src="image/cbow.png" width=250><br/>
图3. CBOW模型
</p>
具体来说,不考虑上下文的词语输入顺序,CBOW是用上下文词语的词向量的均值来预测当前词。即:
......@@ -175,8 +175,8 @@ $$context = \frac{x_{t-1} + x_{t-2} + x_{t+1} + x_{t+2}}{4}$$
CBOW的好处是对上下文词语的分布在词向量上进行了平滑,去掉了噪声,因此在小数据集上很有效。而Skip-gram的方法中,用一个词预测其上下文,得到了当前词上下文的很多样本,因此可用于更大的数据集。
<p align="center">
<img src="image/skipgram.png" width=250><br/>
图4. Skip-gram模型
<img src="image/skipgram.png" width=250><br/>
图4. Skip-gram模型
</p>
如上图所示,Skip-gram模型的具体做法是,将一个词的词向量映射到$2n$个词的词向量($2n$表示当前输入词的前后各$n$个词),然后分别通过softmax得到这$2n$个词的分类损失值之和。
......@@ -190,21 +190,21 @@ CBOW的好处是对上下文词语的分布在词向量上进行了平滑,去
<p align="center">
<table>
<tr>
<td>训练数据</td>
<td>验证数据</td>
<td>测试数据</td>
</tr>
<tr>
<td>ptb.train.txt</td>
<td>ptb.valid.txt</td>
<td>ptb.test.txt</td>
</tr>
<tr>
<td>42068句</td>
<td>3370句</td>
<td>3761句</td>
</tr>
<tr>
<td>训练数据</td>
<td>验证数据</td>
<td>测试数据</td>
</tr>
<tr>
<td>ptb.train.txt</td>
<td>ptb.valid.txt</td>
<td>ptb.test.txt</td>
</tr>
<tr>
<td>42068句</td>
<td>3370句</td>
<td>3761句</td>
</tr>
</table>
</p>
......@@ -230,8 +230,8 @@ dream that one day <e>
本配置的模型结构如下图所示:
<p align="center">
<img src="image/ngram.png" width=400><br/>
图5. 模型配置中的N-gram神经网络模型
<img src="image/ngram.png" width=400><br/>
图5. 模型配置中的N-gram神经网络模型
</p>
首先,加载所需要的包:
......
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