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我开始用 tensorflow 编写神经网络,在我的每个示例项目中我似乎都面临一个问题。

我的损失总是从 50 或更高开始,并且不会减少,或者如果减少,它会非常缓慢,以至于在我的所有时期之后,我什至没有接近可接受的损失率。

它已经尝试过的事情(并且对结果没有太大影响)

  • 过拟合测试,但在下面的示例中,您可以看到我有 15000 个训练和 15000 个测试数据集以及类似 900 个神经元
  • 测试了不同的优化器和优化器值
  • 尝试通过使用测试数据作为训练数据来增加训练数据
  • 尝试增加和减少批大小

我根据https://youtu.be/vq2nnJ4g6N0的知识创建了网络

但是让我们看看我的一个测试项目

我有一个名字列表,想假设性别,所以我的原始数据如下所示:

names=["Maria","Paul","Emilia",...]

genders=["f","m","f",...]

为了将其输入网络,我将名称转换为 charCodes 数组(期望最大长度为 30),并将性别转换为位数组

names=[[77.,97. ,114.,105.,97. ,0. ,0.,...]
       [80.,97. ,117.,108.,0.  ,0. ,0.,...]
       [69.,109.,105.,108.,105.,97.,0.,...]]

genders=[[1.,0.]
         [0.,1.]
         [1.,0.]]

我为输出层构建了具有 3 个隐藏层 [30,20]、[20,10]、[10,10] 和 [10,2] 的网络。所有隐藏层都有一个 ReLU 作为激活函数。输出层有一个softmax。

# Input Layer
x = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 30])
y_ = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 2])

# Hidden Layers
# H1
W1 = tf.Variable(tf.truncated_normal([30, 20], stddev=0.1))
b1 = tf.Variable(tf.zeros([20]))
y1 = tf.nn.relu(tf.matmul(x, W1) + b1)

# H2
W2 = tf.Variable(tf.truncated_normal([20, 10], stddev=0.1))
b2 = tf.Variable(tf.zeros([10]))
y2 = tf.nn.relu(tf.matmul(y1, W2) + b2)

# H3
W3 = tf.Variable(tf.truncated_normal([10, 10], stddev=0.1))
b3 = tf.Variable(tf.zeros([10]))
y3 = tf.nn.relu(tf.matmul(y2, W3) + b3)

# Output Layer
W = tf.Variable(tf.truncated_normal([10, 2], stddev=0.1))
b = tf.Variable(tf.zeros([2]))
y = tf.nn.softmax(tf.matmul(y3, W) + b)

现在计算损失、准确率和训练操作:

# Loss
cross_entropy = -tf.reduce_sum(y_*tf.log(y))

# Accuracy
is_correct = tf.equal(tf.argmax(y,1), tf.argmax(y_,1))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(is_correct, tf.float32))

# Training
train_operation = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.01).minimize(cross_entropy)

我以 100 个批次训练网络

sess = tf.Session()
sess.run(tf.global_variables_initializer())
for i in range(150):
    bs = 100
    index = i*bs
    inputBatch = inputData[index:index+bs]
    outputBatch = outputData[index:index+bs]

    sess.run(train_operation, feed_dict={x: inputBatch, y_: outputBatch})
    accuracyTrain, lossTrain = sess.run([accuracy, cross_entropy], feed_dict={x: inputBatch, y_: outputBatch})

    if i%(bs/10) == 0:
        print("step %d loss %.2f accuracy %.2f" % (i, lossTrain, accuracyTrain))

我得到以下结果:

step 0 loss 68.96 accuracy 0.55
step 10 loss 69.32 accuracy 0.50
step 20 loss 69.31 accuracy 0.50
step 30 loss 69.31 accuracy 0.50
step 40 loss 69.29 accuracy 0.51
step 50 loss 69.90 accuracy 0.53
step 60 loss 68.92 accuracy 0.55
step 70 loss 68.99 accuracy 0.55
step 80 loss 69.49 accuracy 0.49
step 90 loss 69.25 accuracy 0.52
step 100 loss 69.39 accuracy 0.49
step 110 loss 69.32 accuracy 0.47
step 120 loss 67.17 accuracy 0.61
step 130 loss 69.34 accuracy 0.50
step 140 loss 69.33 accuracy 0.47


我究竟做错了什么?

为什么它在我的项目中从 ~69 开始而不是更低?


非常感谢你们!

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作为二进制分类的起点,每个样本0.69 nat的熵没有任何问题。

如果您转换为以 2 为基数0.69/log(2),您会看到每个样本几乎正好 1 位,如果您不确定二进制分类,这正是您所期望的。

我通常使用平均损失而不是总和,所以事情对批量大小不太敏感。

您也不应该直接自己计算熵,因为该方法很容易失效。你可能想要tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits

我也喜欢从 Adam Optimizer 开始,而不是纯梯度下降。

以下是您可能遇到此问题的两个原因:

1)字符代码是有序的,但顺序并不意味着什么。如果输入作为 one-hot 向量输入,网络将更容易将其作为输入。所以你的输入将是一个 26x30 = 780 元素向量。否则,网络必须浪费大量的能力来学习字母之间的界限。

2)你只有完全连接的层。这使得它不可能独立于它在名称中的绝对位置来学习一个事实。2015 年排名前 10 的女孩名字中有 6 个以“a”结尾,而排名前 10 的男孩名字中有 0 个以“a”结尾。正如目前所写的那样,您的网络需要重新学习“如果它以'a'结尾,通常它是一个女孩的名字”,每个名字的长度都是独立的。使用一些卷积层将允许它在所有名称长度上学习一次事实。

于 2016-12-22T00:28:39.353 回答