在PyTorch建立模型，主要是NN模块。
nn.Linear
nn.Linear是创建一个线性层。这里需要将输入和输出维度作为参数传递。
linear = nn.Linear(10, 2) example_input = torch.randn(3, 10) example_output = linear(example_input) example_output
上面代码linear接受nx10的输入并返回nx2的输出。
print(example_input) print(example_output) tensor([[ 1.1122, -0.1381, 0.5547, -0.3326, -0.5676, 0.2810, -0.5521, -0.8729, -0.6627, 0.8729], [ 1.9134, 0.2397, -0.8340, 1.1532, -1.6725, 0.6171, -0.0357, -1.6848, -0.8454, 0.3876], [-0.0786, -0.1541, -0.8385, -0.1587, -0.0121, 1.4457, -0.0132, 1.5653, -1.6954, -0.9350]]) # 输出如下 tensor([[-0.1249, -0.8002], [-1.0945, -0.2297], [-0.3558, 0.8439]], grad_fn=) nn.Relu
nn.Relu对线性的给定输出执行 relu 激活函数操作。
relu = nn.ReLU() relu_output = relu(example_output) relu_output # 输出如下 tensor([[0.0000, 0.0000], [0.0000, 0.0000], [0.0000, 0.8439]], grad_fn=) nn.BatchNorm1d
nn.BatchNorm1d是一种标准化技术，用于在不同批次的输入中保持一致的均值和标准偏差。
batchnorm = nn.BatchNorm1d(2) batchnorm_output = batchnorm(relu_output) batchnorm_output # 输出如下 tensor([[ 0.0000, -0.7071], [ 0.0000, -0.7071], [ 0.0000, 1.4142]], grad_fn=) nn.Sequential
nn.Sequential一次性创建一系列操作。和tensorflow中的Sequential完全一样。
mlp_layer = nn.Sequential( nn.Linear(5, 2), nn.BatchNorm1d(2), nn.ReLU() ) test_example = torch.randn(5,5) + 1 print("input: ") print(test_example) print("output: ") print(mlp_layer(test_example)) # 输出如下 input: tensor([[ 1.4617, 1.2446, 1.4919, 1.5978, -0.3410], [-0.2819, 0.5567, 1.0113, 1.8053, -0.0833], [ 0.2830, 1.0857, 1.2258, 2.6602, 0.1339], [ 0.8682, 0.9344, 1.3715, 0.0279, 1.8011], [ 0.6172, 1.1414, 0.6030, 0.3876, 1.3653]]) output: tensor([[0.0000, 0.0000], [0.0000, 1.3722], [0.0000, 0.8861], [1.0895, 0.0000], [1.3047, 0.0000]], grad_fn=)
在上面的模型中缺少了优化器，我们无法得到对应损失。
import torch.optim as optim adam_opt = optim.Adam(mlp_layer.parameters(), lr=1e-1) # 这里lr表示学习率，1e-1表示0.1 train_example = torch.randn(100,5) + 1 adam_opt.zero_grad() # 我们将使用1减去平均值，作为简单损失函数 cur_loss = torch.abs(1 - mlp_layer(train_example)).mean() cur_loss.backward() # 更新参数 adam_opt.step() print(cur_loss.data) # 输出如下 tensor(0.7467)
虽然上面只是用了一个epoch，训练线性模型得到loss为0.7467，上面就是NN模型建立model的整个流程，
第一个神经网络模型
下面实现第一个分类神经网络，其中一个隐藏层用于开发单个输出单元。
首先，使用以下命令导入 PyTorch 库 -
import torch import torch.nn as nn
定义所有层和批量大小以开始执行神经网络，如下所示 -
n_in, n_h, n_out, batch_size = 10, 5, 1, 10
由于神经网络包括输入数据的组合以获得相应的输出数据，我们将遵循以下相同的程序 -
x = torch.randn(batch_size, n_in) y = torch.tensor([[1.0], [0.0], [0.0], [1.0], [1.0], [1.0], [0.0], [0.0], [1.0], [1.0]])
创建顺序模型。使用下面代码，创建一个顺序模型 -
model = nn.Sequential(nn.Linear(n_in, n_h), nn.ReLU(), nn.Linear(n_h, n_out), nn.Sigmoid())
借助梯度下降优化器构建损失函数，如下所示 -
# 构造损失函数 criterion = torch.nn.MSELoss() # 构造优化器 optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr = 0.01)
使用给定代码行的迭代循环实现梯度下降模型 -
# 梯度下降 for epoch in range(50): # 正向传递：通过将x传递给模型来计算预测的y y_pred = model(x) # 计算loss loss = criterion(y_pred, y) # 梯度清0 optimizer.zero_grad() # 反向传播，求解梯度 loss.backward() # 更新模型参数 optimizer.step() if epoch % 10 == 0: print('epoch: ', epoch,' loss: ', loss.item())
输出如下
epoch: 0 loss: 0.2508794665336609 epoch: 10 loss: 0.24847669899463654 epoch: 20 loss: 0.24615907669067383 epoch: 30 loss: 0.24392127990722656 epoch: 40 loss: 0.24175791442394257
