多层感知机训练pima_indians

导入库包

from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense
import numpy as np
import pandas as pd

# 设定随机数种子,使得模型参数初始化结果相同
np.random.seed(7)

导入数据，并将其转换为keras指定数据类型

# 导入数据
dataset = pd.read_csv('XXXX/diabetes.csv')
#print(dataset)# 分割输入x和输出Y
x = dataset.iloc[:,0:8]
Y = dataset.iloc[:,8]# tensorflow仅接受训练数据为numpy形式
x = np.array(x)#对Y进行标签编码
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
Y=Y.values.tolist()
label_encoder = LabelEncoder()
Y = np.array(label_encoder.fit_transform(Y))

创建模型

# 创建模型
model = Sequential()# 第一层必须设定input_dim，即输入维度（输入变量个数）；input_shape=(8,) 等价于input_dim=8
# Dense类为完全连接的层，参数1为神经元个数，activation为激活函数，可选sigmoid、relu、tanh
model.add(Dense(12, input_dim=8, activation='relu'))
model.add(Dense(8, activation='relu'))
# 由于最后输出结果为“是否为糖尿病”的二分类问题，因此选取sigmoid函数，且输出神经元为1
model.add(Dense(1, activation='sigmoid'))

编译模型

# 编译模型，需要指定用于评估一组权重的损失函数loss、用于搜索网络不同权重的优化器optimizer、以及模型训练报告的评估指标metrics
model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])

训练模型

# 训练模型，epochs为数据集迭代训练次数，还需设定执行神经网络中的权重跟新的每个批次所用到的实例个数
model.fit(x=x, y=Y, epochs=150, batch_size=10)

评估模型（仅用训练数据进行）

# 评估训练数据模型
scores = model.evaluate(x=x, y=Y)
print('\n%s : %.2f%%' % (model.metrics_names[1], scores[1]*100))

此外，可通过kera自动评估来对模型性能进行计算，需要使用到fit（）函数中的验证分割参数validation_split，该值接受小数点形式，如validation_split=0.2，表示将数据集的20%用于评估模型，其余80%用于训练模型，而后依据这20%的数据表现来给出val_loss 和val_acc

model.fit(x=x, y=Y, epochs=150, batch_size=10,validation_split=0.2)

手动评估有两种形式，一是手动分离数据集并评估，二是k折交叉验证。对于手动指定验证数据集，可用scikit机器学习库里的train_test_split（），而评估数据集通过元组的形式传递给fit（）。如下


x_trian,x_validation,Y_train,Y_validation = train_test_split(x,Y,test_size = 0.2,random_state = seed)model.fit(x_train, Y_train ,validation_data = (x_validation,Y_validation), epochs=150, batch_size=10)

使用k折交叉验证的方法（需要注意，此方法一般不用于深度学习，因为深度学习模型的计算开销比较大），使用scikit-Learn机器学习库中的StratifiedKFold对数据集进行划分。代码如下：

from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense
import numpy as np
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
from sklearn.model_selection import StratifiedKFold# 设定随机数种子
seed = 7
np.random.seed(seed)# 导入数据
dataset = pd.read_csv('XXX/diabetes.csv')
# 分割输入x和输出Y
x = dataset.iloc[:,0:8]
Y = dataset.iloc[:,8]# tensorflow仅接受训练数据为numpy形式
x = np.array(x)#对Y进行标签编码
Y=Y.values.tolist()
label_encoder = LabelEncoder()
Y = np.array(label_encoder.fit_transform(Y))kfold = StratifiedKFold(n_splits=10, random_state = seed, shuffle = True)
cvscores =[]
for train, validation in kfold.split(x,Y):# 创建模型model = Sequential()model.add(Dense(12, input_dim=8, activation='relu'))model.add(Dense(8, activation='relu'))model.add(Dense(1, activation='sigmoid'))# 编译模型model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])# 训练模型,通过verbose=0来关闭模型fit（）和evaluate（）的详细输出，在每个模型构建完成后，进行评估并输出评估结果model.fit(x[train], Y[train], epochs=150, batch_size=10, verbose=0)# 评估模型scores = model.evaluate(x[validation], Y[validation], verbose=0)#输出评估结果print('%s : %.2f%%' % (model.metrics_names[1], scores[1]*100))cvscores.append(scores[1]*100)# 输出均值和标准差
print('%.2f%% (+/- %.2f%%)'% (np.mean(cvscores),np.std(cvscores)))

该文代码源自魏贞原《深度学习：基于Keras的Python实践》

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