keras 层教程和示例

2024-05-11

我正在尝试编码和学习不同的神经网络模型。我对输入维度有很多复杂性。我正在寻找一些教程,显示层的差异以及如何设置每个层的输入和输出。


Keras 文档 https://keras.io/layers/core/向您展示所有input_shape每层都期望。

在 Keras 中,您将看到以下形式的输入形状:

  • input_shape由用户分层定义
  • 摘要和其他中显示的形状
  • 阵列形状
  • 张量形状

输入由用户定义的形状和传递给的形状Reshape layers:

定义的输入形状将忽略批量大小,它只需要单个数据样本的大小。

例如,当您定义一个Dense层,你声明它的input_shape as (10,),这意味着它需要十个数值作为输入。

keras 一般显示的形状:

这些将有一个None作为第一维度。这象征着您用于训练的批次的大小。批次是包含许多数据样本的数组。由于批量大小是自由的,并且仅在您实际传递批量进行训练时才定义,因此 Keras 将其显示为None.

在该密集层中,Keras 会显示(None, 10)作为输入形状。

数组形状:

在训练、预测等过程中,当您实际拥有一个批次及其大小时,keras 将在错误消息中显示该批次的实际形状,即(BatchSize,...其他维度...)。

For our Dense(10),假设你通过了一个包含 300 个样本的批次进行训练,那么 keras 将显示包含 shape 的错误消息(300,10)

张量形状:

当您创建时,张量形状将出现在更高级的用法中Lambda层,或自定义层,以及创建自定义损失函数时。

张量形状将遵循将批量大小作为第一维度的想法。因此,请记住,每当您直接使用张量时,它们都会具有形状(BatchSize, ...other dimensions...).

一些最常见的层及其输入形状:

现在您知道了这些差异,我将继续使用该表格None以下。定义时记得忽略 None 部分input_shape.

Dense

密集层通常采用单个值,而不是数组作为输入,因此,其输入形状为:(None, AnyNumberOfInputValues)

输出将类似:(None, NumberOfNeuronsInThisLayer)

Conv1D

只有一维的卷积层。使用卷积时,其想法是拥有通道。

想象一个声音文件,它包含两个通道,左通道和右通道。每个通道都是与波形相对应的值数组。

Keras 为您提供了以下选择:channels_first or channels_last,这会改变层的输入和输出:

  • 首先是渠道:(None, channels, length)
  • 频道最后:(None, length, channels)

输出也遵循“channels_first/channels_last”设置,如下所示:(None, NumberOfFilters, ResultingLength)- 渠道优先

默认设置为“channels_last”,您可以在每一层或keras.json文件中定义它

Conv2D:

与 Conv1D 的想法相同,使用通道,可以先通道,也可以最后通道。但现在,它有两个维度,就像图像一样,每个通道都与颜色红、绿、蓝进行比较。

  • 首先是渠道:(None, channels, pixelsX, pixelsY)
  • 频道最后:(None, pixelsX, pixelsY, channels)

遵循“channels_firts/channels_last”设置的输出如下(None, NumberOfFilters, resultPixelsX, resultPixelsY)对于channels_first。

循环层:

Lstm 层很难理解。他们有一些使用不同输入形状的选项,并且有一些关于此的有趣教程,例如this one http://philipperemy.github.io/keras-stateful-lstm/ and this too http://machinelearningmastery.com/understanding-stateful-lstm-recurrent-neural-networks-python-keras/.

通常,输入形状是(None, TimeSteps, InputDimension)

由于 LSTM 是针对序列的,因此您可以按时间步长来分离序列。输入维度只是具有多维值的可能性。

输出也根据所选选项的不同而变化。可能是(None, Timesteps, NumberOfCellsInTheLeyr)要不就(None, NumberOfCells),取决于您是否选择返回序列。

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