在上一节中,构建了多层神经网络来对Mnist手写数字进行识别,但是我们也只设置了一个隐藏层,为了是我们的模型准确可以达到更高,其实我们可以多写几个隐藏层,那么这里我们就再加入一个隐藏层。
# 构建隐藏层
H1_NN = 256 # 第1隐藏层神经元数量
H2_NN = 64 # 第2隐藏层神经元数量
# 输入层 - 第1隐藏层参数和偏置项
w1 = tf.Variable(tf.truncated_normal([784, H1_NN], stddev=0.1))
b1 = tf.Variable(tf.zeros([H1_NN]))
# 第1隐藏层 - 第2隐藏层参数和偏执项
w2 = tf.Variable(tf.truncated_normal([H1_NN, H2_NN], stddev=0.1))
b2 = tf.Variable(tf.zeros([H2_NN]))
# 第2隐藏层 - 输出层参数和偏置项
w3 = tf.Variable(tf.truncated_normal([H2_NN, 10], stddev=0.1))
b3 = tf.Variable(tf.zeros([10]))
# 计算第1隐藏层结果
y1 = tf.nn.relu(tf.matmul(x, w1) + b1)
# 计算第2隐藏层结果
y2 = tf.nn.relu(tf.matmul(y1, w2) + b2)
# 计算输出结果
forward = tf.matmul(y2, w3) + b3
pred = tf.nn.softmax(forward)
#-*- coding = utf-8 -*-
#@Time : 2021-03-13 21:11
#@Author : 穆永恒
#@File : Mnist_2.py
#@Software: PyCharm
import tensorflow as tf
import tensorflow.examples.tutorials.mnist.input_data as input_data
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 读取数据文件
mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/", one_hot=True)
# 构建输入层
# 定义标签数据占位符
x = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784], name="X")
y = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10], name="Y")
# 构建隐藏层
H1_NN = 256 # 第1隐藏层神经元数量
H2_NN = 64 # 第2隐藏层神经元数量
# 输入层 - 第1隐藏层参数和偏置项
w1 = tf.Variable(tf.truncated_normal([784, H1_NN], stddev=0.1))
b1 = tf.Variable(tf.zeros([H1_NN]))
# 第1隐藏层 - 第2隐藏层参数和偏执项
w2 = tf.Variable(tf.truncated_normal([H1_NN, H2_NN], stddev=0.1))
b2 = tf.Variable(tf.zeros([H2_NN]))
# 第2隐藏层 - 输出层参数和偏置项
w3 = tf.Variable(tf.truncated_normal([H2_NN, 10], stddev=0.1))
b3 = tf.Variable(tf.zeros([10]))
# 计算第1隐藏层结果
y1 = tf.nn.relu(tf.matmul(x, w1) + b1)
# 计算第2隐藏层结果
y2 = tf.nn.relu(tf.matmul(y1, w2) + b2)
# 计算输出结果
forward = tf.matmul(y2, w3) + b3
pred = tf.nn.softmax(forward)
# 定义训练参数
train_epochs = 40 # 训练的轮数
batch_size = 50 # 单次训练样本数
total_batch = int(mnist.train.num_examples/batch_size)
display_step = 1 # 显示粒度
learning_rate = 0.01 # 学习率
# 定义损失函数
# loss_function = tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(y*tf.log(pred), reduction_indices=1))
loss_function = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=forward, labels=y)) # 结合Softmax的交叉熵损失函数定义方法
# 定义优化器
optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate).minimize(loss_function)
# 定义准确率
correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(pred, 1), tf.argmax(y, 1))
# 准确率,将布尔值转化为浮点数,并计算平均值
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))
# 模型训练
# 记录训练开始的时间
from time import time
startTime = time()
sess = tf.Session()
sess.run(tf.global_variables_initializer())
for epoch in range(train_epochs):
for batch in range(total_batch):
xs, ys = mnist.train.next_batch(batch_size) # 读取批次数据
sess.run(optimizer, feed_dict={x: xs, y: ys}) # 执行批次训练
# total_batch 个批次训练完后,使用验证数据计算准确率
loss, acc = sess.run([loss_function, accuracy], feed_dict={x: mnist.validation.images, y: mnist.validation.labels})
# 打印训练过程中的详细信息
if (epoch + 1) % display_step == 0:
print("训练轮次:", epoch + 1, "损失值:", format(loss), "准确率:", format(acc))
# 显示运行总时间
duration = time() - startTime
print("本次训练所花的总时间为:", duration)
# 应用模型
prediction_result = sess.run(tf.argmax(pred, 1), feed_dict={x: mnist.test.images})
print(prediction_result[0:10])
# 找出预测错误的
compare_lists = prediction_result == np.argmax(mnist.test.labels, 1)
print(compare_lists)
err_lists = [i for i in range(len(compare_lists)) if compare_lists[i] == False]
print(err_lists, len(err_lists))