PyTorch中TensorFlow线性回归的等效实现

我正在学习PyTorch,想在这个数据上进行基本的线性回归,这个数据是通过以下方式创建的:

from sklearn.datasets import make_regressionx, y = make_regression(n_samples=100, n_features=1, noise=15, random_state=42)y = y.reshape(-1, 1)print(x.shape, y.shape)plt.scatter(x, y)

我知道使用TensorFlow可以解决这个问题,代码如下:

model = tf.keras.models.Sequential()model.add(tf.keras.layers.Dense(units=1, activation='linear', input_shape=(x.shape[1], )))model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.SGD(lr=0.05), loss='mse')hist = model.fit(x, y, epochs=15, verbose=0)

但我想知道PyTorch中的等效实现,我尝试这样做:

# Model Classclass Net(nn.Module):    def __init__(self):        super(Net, self).__init__()        self.linear = nn.Linear(1,1)            def forward(self, x):        x = self.linear(x)        return x        def predict(self, x):        return self.forward(x)    model = Net()loss_fn = F.mse_lossopt = torch.optim.SGD(modelo.parameters(), lr=0.05)# Funcao para treinardef fit(num_epochs, model, loss_fn, opt, train_dl):            # Repeat for given number of epochs    for epoch in range(num_epochs):                # Train with batches of data        for xb, yb in train_dl:                        # 1. Generate predictions            pred = model(xb)                        # 2. Calculate Loss            loss = loss_fn(pred, yb)                        # 3. Campute gradients            loss.backward()                        # 4. Update parameters using gradients            opt.step()                        # 5. Reset the gradients to zero            opt.zero_grad()                    # Print the progress        if (epoch+1) % 10 == 0:            print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss.item()))# Trainingfit(200, model, loss_fn, opt, data_loader)

但模型没有学习任何东西,我不知道还能做什么了。

输入/输出维度是(1/1)


回答:

数据集

首先,您应该定义 torch.utils.data.Dataset

它在__init__中将numpy数据转换为PyTorch的tensor,并将数据转换为floatnumpy默认是double,而PyTorch默认是float以节省内存)。

除此之外,它只会返回特征和相应回归目标的tuple

训练

几乎接近了,但您必须展平模型的输出(如下所述)。torch.nn.Linear将返回形状为(batch, 1)的张量,而您的目标形状为(batch,)flatten()将移除不必要的1维度。

# 2. Calculate Lossloss = criterion(pred.flatten(), yb)

模型

实际上,您只需要这样做:

model = torch.nn.Linear(1, 1)

任何层都可以直接调用,对于简单的模型不需要forward和继承。

调用

其余部分几乎没问题,您只需创建 torch.utils.data.DataLoader 并传递我们数据集的实例。DataLoader所做的就是多次调用dataset__getitem__并创建指定大小的批次(还有一些其他有趣的事情,但这就是基本思想):

dataset = RegressionDataset()dataloader = torch.utils.data.DataLoader(dataset, batch_size=32)model = torch.nn.Linear(1, 1)criterion = torch.nn.MSELoss()optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=3e-4)fit(5000, model, criterion, optimizer, dataloader)

另外请注意,我使用了torch.nn.MSELoss(),因为我们传递的是对象,在这种情况下看起来比函数更好。

完整代码

为了方便起见:

您应该能得到大约0.053的损失,或者根据需要调整noise或其他参数来增加或降低回归任务的难度。

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