티스토리 뷰

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
import numpy as np
 
 
class NeuralNetwork(object):
    def __init__(self, input_nodes, hidden_nodes, output_nodes, learning_rate):
        # Set number of nodes in input, hidden and output layers.
        self.input_nodes = input_nodes
        self.hidden_nodes = hidden_nodes
        self.output_nodes = output_nodes
 
        # Initialize weights
        self.weights_input_to_hidden = np.random.normal(0.0, self.input_nodes**-0.5
                                       (self.input_nodes, self.hidden_nodes))
 
        self.weights_hidden_to_output = np.random.normal(0.0, self.hidden_nodes**-0.5
                                       (self.hidden_nodes, self.output_nodes))
        self.lr = learning_rate
        
        #### TODO: Set self.activation_function to your implemented sigmoid function ####
        #
        # Note: in Python, you can define a function with a lambda expression,
        # as shown below.
        #self.activation_function = lambda x : 1/ (1 + np.exp(-x))  # Replace 0 with your sigmoid calculation.
        
        ### If the lambda code above is not something you're familiar with,
        # You can uncomment out the following three lines and put your 
        # implementation there instead.
        #
        def sigmoid(x):
            return 1/ (1 + np.exp(-x))  # Replace 0 with your sigmoid calculation here
        self.activation_function = sigmoid
                    
 
    def train(self, features, targets):
        ''' Train the network on batch of features and targets. 
        
            Arguments
            ---------
            
            features: 2D array, each row is one data record, each column is a feature
            targets: 1D array of target values
        
        '''
        n_records = features.shape[0]
        delta_weights_i_h = np.zeros(self.weights_input_to_hidden.shape)
        delta_weights_h_o = np.zeros(self.weights_hidden_to_output.shape)
        for X, y in zip(features, targets):
            
            final_outputs, hidden_outputs = self.forward_pass_train(X)  # Implement the forward pass function below
            # Implement the backproagation function below
            delta_weights_i_h, delta_weights_h_o = self.backpropagation(final_outputs, hidden_outputs, X, y, 
                                                                        delta_weights_i_h, delta_weights_h_o)
        self.update_weights(delta_weights_i_h, delta_weights_h_o, n_records)
 
 
    def forward_pass_train(self, X):
        ''' Implement forward pass here 
         
            Arguments
            ---------
            X: features batch
        '''
        #### Implement the forward pass here ####
        ### Forward pass ###
        # TODO: Hidden layer - Replace these values with your calculations.
        hidden_inputs = np.dot(X, self.weights_input_to_hidden) # signals into hidden layer
        hidden_outputs = self.activation_function(hidden_inputs) # signals from hidden layer
 
        # TODO: Output layer - Replace these values with your calculations.
        final_inputs = np.dot(hidden_outputs, self.weights_hidden_to_output) # signals into final output layer
        final_outputs = final_inputs    # signals from final output layer
        
        return final_outputs, hidden_outputs
 
    def backpropagation(self, final_outputs, hidden_outputs, X, y, delta_weights_i_h, delta_weights_h_o):
        ''' Implement backpropagation
         
            Arguments
            ---------
            final_outputs: output from forward pass
            y: target (i.e. label) batch
            delta_weights_i_h: change in weights from input to hidden layers
            delta_weights_h_o: change in weights from hidden to output layers
        '''
        #### Implement the backward pass here ####
        ### Backward pass ###
 
        # TODO: Output error - Replace this value with your calculations.
        error = y - final_outputs # Output layer error is the difference between desired target and actual output.
        
        # TODO: Calculate the hidden layer's contribution to the error
        hidden_error = np.dot(error, self.weights_hidden_to_output.T)
        #output_error_term * self.weights_hidden_to_output
        
        # TODO: Backpropagated error terms - Replace these values with your calculations.
        output_error_term = error * 1.0
        #output_error_term = error * final_outputs * (1 - final_outputs)
        
        hidden_error_term = hidden_error * hidden_outputs * (1 - hidden_outputs)
        
        # Weight step (input to hidden)
        delta_weights_i_h += hidden_error_term * X[:,None]
        # Weight step (hidden to output)
        delta_weights_h_o += output_error_term * hidden_outputs[:,None]
        return delta_weights_i_h, delta_weights_h_o
 
    def update_weights(self, delta_weights_i_h, delta_weights_h_o, n_records):
        ''' Update weights on gradient descent step
         
            Arguments
            ---------
            delta_weights_i_h: change in weights from input to hidden layers
            delta_weights_h_o: change in weights from hidden to output layers
            n_records: number of records
        '''
        self.weights_hidden_to_output += self.lr * delta_weights_h_o / n_records # update hidden-to-output weights with gradient descent step
        self.weights_input_to_hidden += self.lr * delta_weights_i_h / n_records # update input-to-hidden weights with gradient descent step
 
    def run(self, features):
        ''' Run a forward pass through the network with input features 
        
            Arguments
            ---------
            features: 1D array of feature values
        '''
        
        #### Implement the forward pass here ####
        # TODO: Hidden layer - replace these values with the appropriate calculations.
        hidden_inputs = np.dot(features, self.weights_input_to_hidden) # signals into hidden layer
        hidden_outputs = self.activation_function(hidden_inputs) # signals from hidden layer
        
        # TODO: Output layer - Replace these values with the appropriate calculations.
        final_inputs = np.dot(hidden_outputs, self.weights_hidden_to_output) # signals into final output layer
        final_outputs = final_inputs # signals from final output layer 
        
        return final_outputs
 
 
#########################################################
# Set your hyperparameters here
##########################################################
iterations = 3000
learning_rate = 0.65
hidden_nodes = 14
output_nodes = 1
 
cs

# my_answers.py







my_answers.py

Your_first_neural_network.ipynb




댓글
공지사항
최근에 올라온 글
최근에 달린 댓글
Total
Today
Yesterday
링크
TAG
more
«   2024/05   »
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31
글 보관함