我是靠谱客的博主 感动鼠标,这篇文章主要介绍【深度之眼】Pytorch框架班第五期-Week1任务3第一节:autograd与逻辑回归torch.autograd逻辑回归,现在分享给大家,希望可以做个参考。

torch.autograd

autograd-自动求导系统

torch.autograd.backward(tensors, grad_tensors=None, retain_graph=None, create_graph=False)

功能:自动求取梯度

  • tensors: 用于求导的张量, 如loss
  • retain_graph: 保存计算图
  • create_graph: 创建导数计算图,用于高阶求导
  • grad_tensors: 多梯度权重

retain_graph

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import torch import matplotlib.pyplot as plt torch.manual_seed(10) w = torch.tensor([1.], requires_grad=True) x = torch.tensor([2.], requires_grad=True) a = torch.add(w, x) b = torch.add(w, 1) y = torch.mul(a, b) y.backward() # y.backward() #RuntimeError: Trying to backward through the graph a second time, but the buffers have already been freed. Specify retain_graph=True when calling backward the first time. #y.backward(retain_graph=True)

grad_tensors

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import torch torch.manual_seed(10) w = torch.tensor([1.], requires_grad=True) x = torch.tensor([2.], requires_grad=True) a = torch.add(w, x) b = torch.add(w, 1) y0 = torch.mul(a, b) #dy0/dw = 5 y1 = torch.add(a, b) #dy1/dw = 2 loss = torch.cat([y0, y1], dim=0) #[y0, y1] grad_tensors = torch.tensor([1., 2.]) loss.backward(gradient=grad_tensors) print(w.grad) #tensor([9.])

torch.autograd.grad(outputs, inputs, grad_inputs=None, retain_graph=None, create_graph=False)

功能:求取梯度

  • outputs:用于求导的张量,如loss, y
  • inputs: 需要梯度的张量, w
  • create_graph: 创建导数计算图,用于高阶求导
  • retain_graph: 保存计算图
  • grad_outputs: 多梯度权重
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import torch torch.manual_seed(10) x = torch.tensor([3.], requires_grad=True) y = torch.pow(x, 2) # y = x **2 grad_1 = torch.autograd.grad(y, x, create_graph=True) #grad_1 = dy/dx = 2x = 2*3 = 6 print(grad_1) # grad_1是元组 梯度 = grad_1[0] #(tensor([6.], grad_fn=<MulBackward0>),) grad_2 = torch.autograd.grad(grad_1[0], x) #grad_2 = d(dy/dx)/dx = d(2x)/dx = 2 print(grad_2) # (tensor([2.]),)

autograd小贴士

1、梯度不自动清零

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import torch torch.manual_seed(10) w = torch.tensor([1.], requires_grad=True) x = torch.tensor([2.], requires_grad=True) for i in range(4): a = torch.add(w, x) b = torch.add(w, 1) y = torch.mul(a, b) y.backward() print(w.grad) #tensor([5.]) #tensor([10.]) #tensor([15.]) #tensor([20.]) w.grad.zero_() # tensor([5.]) # tensor([5.]) # tensor([5.]) # tensor([5.])

2、依赖于叶子结点的结点,requires_grad默认为True

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import torch torch.manual_seed(10) w = torch.tensor([1.], requires_grad=True) x = torch.tensor([2.], requires_grad=True) a = torch.add(w, x) b = torch.add(w, 1) y = torch.mul(a, b) print(a.requires_grad, b.requires_grad, y.requires_grad) #True True True

3、叶子节点不执行in_place(在原始内存中改变该数据), 如 add_, +=

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import torch torch.manual_seed(10) w = torch.tensor([1.], requires_grad=True) x = torch.tensor([2.], requires_grad=True) a = torch.add(w, x) b = torch.add(w, 1) y = torch.mul(a, b) w.add_(1) y.backward() # RuntimeError: a leaf Variable that requires grad has been used in an in-place operation.

逻辑回归

逻辑回归是线性的二分类模型
模型表达式:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

作业1:逻辑回归模型为什么可以进行二分类:

逻辑回归模型的表达式为因变量 y 等于自变量 x 的线性组合 WX+b再输入到 f(x) = 1/(1+1e-x)函数(即sigmoid函数,也称为Logistic函数)中,sigmoid函数将输入的数据映射到0~1之间,而0~1为概率取值区间,所以逻辑回归模型可以进行二分类。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

二元逻辑回归模型的训练过程

机器学习模型训练步骤

在这里插入图片描述
步骤1:数据
步骤2:模型
步骤3:损失函数
步骤4:优化器
步骤5:迭代训练

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import torch import torch.nn as nn import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np torch.manual_seed(10) # ===================================== step 1/5 生成数据 ===================================== sample_nums = 100 mean_value = 1.7 bias = 1 n_data = torch.ones(sample_nums, 2) x0 = torch.normal(mean_value * n_data, 1) + bias y0 = torch.zeros(sample_nums) x1 = torch.normal(-mean_value * n_data, 1) + bias y1 = torch.ones(sample_nums) train_x = torch.cat((x0, x1), 0) train_y = torch.cat((y0, y1), 0) # ===================================== step 2/5 选择模型 ===================================== class LR(nn.Module): def __init__(self): super(LR, self).__init__() self.features = nn.Linear(2, 1) self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x): x = self.features(x) x = self.sigmoid(x) return x lr_net = LR() #实例化逻辑回归模型 # ===================================== step 3/5 选择损失函数 ===================================== loss_fn = nn.BCELoss() # ===================================== step 4/5 选择优化器 ===================================== lr = 0.01 # 学习率 optimizer = torch.optim.SGD(lr_net.parameters(), lr=lr, momentum=0.9) # ===================================== step 5/5 模型训练 ===================================== for iteration in range(1000): #前向传播 y_pred = lr_net(train_x) #计算loss loss = loss_fn(y_pred.squeeze(), train_y) #反向传播 loss.backward() #更新参数 optimizer.step() #绘图 if iteration % 990 == 0: mask = y_pred.ge(0.5).float().squeeze() # 以0.5为阈值进行分类 correct = (mask == train_y).sum() # 正确预测的样本个数 acc = correct.item() / train_y.size(0) # 计算分类准确率 plt.scatter(x0.data.numpy()[:, 0], x0.data.numpy()[:, 1], c='r', label='class 0') plt.scatter(x1.data.numpy()[:, 0], x1.data.numpy()[:, 1], c='b', label='class 1') w0, w1 = lr_net.features.weight[0] w0, w1 = float(w0.item()), float(w1.item()) plot_b = float(lr_net.features.bias[0].item()) plot_x = np.arange(-6, 6, 0.1) plot_y = (-w0 * plot_x - plot_b) / w1 plt.xlim(-5, 7) plt.ylim(-7, 7) plt.plot(plot_x, plot_y) plt.text(-5, 5, "Loss=%.4f" % loss.data.numpy(), fontdict={'size':20, 'color': 'red'}) plt.title("Iteration: {}nw0:{:.2f} w1:{:.2f} b: {:.2f} accuracy:{:.2%}".format(iteration, w0, w1, plot_b, acc)) plt.legend() plt.show() plt.pause(0.5) if acc > 0.99: break

作业2

采用代码实现逻辑回归模型的训练,并尝试调整数据生成中的mean_value,将mean_value设置为更小的值,例如1,或者更大的值,例如5,会出现什么情况?
再尝试仅调整bias,将bias调为更大或者负数,模型训练过程是怎么样的?调整mean_value,bias分别截取所训练的逻辑回归模型
mean_value=1.7, bias=1
在这里插入图片描述
mean=1,bias=1
在这里插入图片描述
mean=5,bias=1
在这里插入图片描述
mean=1.7, bias=5
在这里插入图片描述
mean=1.7, bias=-1
在这里插入图片描述

最后

以上就是感动鼠标最近收集整理的关于【深度之眼】Pytorch框架班第五期-Week1任务3第一节:autograd与逻辑回归torch.autograd逻辑回归的全部内容,更多相关【深度之眼】Pytorch框架班第五期-Week1任务3第一节:autograd与逻辑回归torch内容请搜索靠谱客的其他文章。

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