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下面的代码导入MNIST数据集并训练堆叠降噪自动编码器,以破坏,编码然后解码数据。基本上我想用它作为非线性尺寸缩减技术。如何访问模型编码的较低维特征,以便将这些特征放入聚类模型中?理想情况下,我会期望较低的维度特征是循环或直线(显然这实际上并非如此)。如何使用python和tensorflow从降噪堆叠自动编码器中提取低维特征向量

import numpy as np 
import os 
import sys 
import tensorflow as tf 


from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data 
mnist = input_data.read_data_sets("/tmp/data/") 


def plot_image(image, shape=[28, 28]): 
    plt.imshow(image.reshape(shape), cmap="Greys", interpolation="nearest") 
    plt.axis("off") 

def reset_graph(seed=42): 
    tf.reset_default_graph() 
    tf.set_random_seed(seed) 
    np.random.seed(seed) 


def show_reconstructed_digits(X, outputs, model_path = None, n_test_digits = 2): 
    with tf.Session() as sess: 
     if model_path: 
      saver.restore(sess, model_path) 
     X_test = mnist.test.images[:n_test_digits] 
     outputs_val = outputs.eval(feed_dict={X: X_test}) 

    fig = plt.figure(figsize=(8, 3 * n_test_digits)) 
    for digit_index in range(n_test_digits): 
     plt.subplot(n_test_digits, 2, digit_index * 2 + 1) 
     plot_image(X_test[digit_index]) 
     plt.subplot(n_test_digits, 2, digit_index * 2 + 2) 
     plot_image(outputs_val[digit_index]) 


reset_graph() 

n_inputs = 28 * 28 
n_hidden1 = 300 
n_hidden2 = 150 # codings 
n_hidden3 = n_hidden1 
n_outputs = n_inputs 

learning_rate = 0.01 

noise_level = 1.0 

X = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, n_inputs]) 
X_noisy = X + noise_level * tf.random_normal(tf.shape(X)) 

hidden1 = tf.layers.dense(X_noisy, n_hidden1, activation=tf.nn.relu, 
          name="hidden1") 
hidden2 = tf.layers.dense(hidden1, n_hidden2, activation=tf.nn.relu, # not shown in the book 
          name="hidden2")       # not shown 
hidden3 = tf.layers.dense(hidden2, n_hidden3, activation=tf.nn.relu, # not shown 
          name="hidden3")       # not shown 
outputs = tf.layers.dense(hidden3, n_outputs, name="outputs")  # not shown 

reconstruction_loss = tf.reduce_mean(tf.square(outputs - X)) # MSE 

optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate) 
training_op = optimizer.minimize(reconstruction_loss) 

init = tf.global_variables_initializer() 
saver = tf.train.Saver() 

n_epochs = 10 
batch_size = 150 

with tf.Session() as sess: 
    init.run() 
    for epoch in range(n_epochs): 
     n_batches = mnist.train.num_examples // batch_size 
     for iteration in range(n_batches): 
      print("\r{}%".format(100 * iteration // n_batches), end="") 
      sys.stdout.flush() 
      X_batch, y_batch = mnist.train.next_batch(batch_size) 
      sess.run(training_op, feed_dict={X: X_batch}) 
     loss_train = reconstruction_loss.eval(feed_dict={X: X_batch}) 
     print("\r{}".format(epoch), "Train MSE:", loss_train) 
     saver.save(sess, "./my_model_stacked_denoising_gaussian.ckpt") 


show_reconstructed_digits(X, outputs, "./my_model_stacked_denoising_gaussian.ckpt") 
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Whta你的意思是循环或直线? –

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例如,8的较低维度特征是两个循环,或者9是循环和直线 –

回答

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自动编码器,编码部分的每一层,学习判别特征,然后在重建阶段(在解码部分)它尝试使用这些特征来塑造输出。 但是,使用自动编码器在本地提取较低维度的特征时,如果使用Convolutional Autoencoders(CAE),效率会更高。

直观问题的答案可以使用特征映射其以CAE的解码部分作为低维提取的特征产生的。我的意思是,在您的数据集上训练一个N层 CAE,然后忽略输出层,并使用卷积层的输出进行聚类。

enter image description here

只是为了更清楚起见,每一个5×5 特征的映射(S_2)以上的图像中可以被认为是一个特征。 您可以快速演示和实施CAE here

最后,最好在Data Science社区提出这样的问题。