{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "slide"
}
},
"source": [
"# 12. Sieci neuronowe – propagacja wsteczna"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 1,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "notes"
}
},
"outputs": [],
"source": [
"%matplotlib inline"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "slide"
}
},
"source": [
"## 12.1. Metoda propagacji wstecznej – wprowadzenie"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
""
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Architektura sieci neuronowych\n",
"\n",
"* Budowa warstwowa, najczęściej sieci jednokierunkowe i gęste.\n",
"* Liczbę i rozmiar warstw dobiera się do każdego problemu.\n",
"* Rozmiary sieci określane poprzez liczbę neuronów lub parametrów."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### _Feedforward_\n",
"\n",
"Mając daną $n$-warstwową sieć neuronową oraz jej parametry $\\Theta^{(1)}, \\ldots, \\Theta^{(L)} $ oraz $\\beta^{(1)}, \\ldots, \\beta^{(L)} $, obliczamy:\n",
"\n",
"$$a^{(l)} = g^{(l)}\\left( a^{(l-1)} \\Theta^{(l)} + \\beta^{(l)} \\right). $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
""
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Funkcje $g^{(l)}$ to **funkcje aktywacji**.
\n",
"Dla $i = 0$ przyjmujemy $a^{(0)} = x$ (wektor wierszowy cech) oraz $g^{(0)}(x) = x$ (identyczność)."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* Parametry $\\Theta$ to wagi na połączeniach miedzy neuronami dwóch warstw.
\n",
"Rozmiar macierzy $\\Theta^{(l)}$, czyli macierzy wag na połączeniach warstw $a^{(l-1)}$ i $a^{(l)}$, to $\\dim(a^{(l-1)}) \\times \\dim(a^{(l)})$."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Parametry $\\beta$ zastępują tutaj dodawanie kolumny z jedynkami do macierzy cech.
Macierz $\\beta^{(l)}$ ma rozmiar równy liczbie neuronów w odpowiedniej warstwie, czyli $1 \\times \\dim(a^{(l)})$."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* **Klasyfikacja**: dla ostatniej warstwy $L$ (o rozmiarze równym liczbie klas) przyjmuje się $g^{(L)}(x) = \\mathop{\\mathrm{softmax}}(x)$.\n",
"* **Regresja**: pojedynczy neuron wyjściowy; funkcją aktywacji może wtedy być np. funkcja identycznościowa."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Jak uczyć sieci neuronowe?"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* W poznanych do tej pory algorytmach (regresja liniowa, regresja logistyczna) do uczenia używaliśmy funkcji kosztu, jej gradientu oraz algorytmu gradientu prostego (GD/SGD)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* Dla sieci neuronowych potrzebowalibyśmy również znaleźć gradient funkcji kosztu."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Sprowadza się to do bardziej ogólnego problemu:
jak obliczyć gradient $\\nabla f(x)$ dla danej funkcji $f$ i wektora wejściowego $x$?"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Pochodna funkcji\n",
"\n",
"* **Pochodna** mierzy, jak szybko zmienia się wartość funkcji względem zmiany jej argumentów:\n",
"\n",
"$$ \\frac{d f(x)}{d x} = \\lim_{h \\to 0} \\frac{ f(x + h) - f(x) }{ h } $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Pochodna cząstkowa i gradient\n",
"\n",
"* **Pochodna cząstkowa** mierzy, jak szybko zmienia się wartość funkcji względem zmiany jej *pojedynczego argumentu*."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* **Gradient** to wektor pochodnych cząstkowych:\n",
"\n",
"$$ \\nabla f = \\left( \\frac{\\partial f}{\\partial x_1}, \\ldots, \\frac{\\partial f}{\\partial x_n} \\right) $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"#### Gradient – przykłady"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"$$ f(x_1, x_2) = x_1 + x_2 \\qquad \\to \\qquad \\frac{\\partial f}{\\partial x_1} = 1, \\quad \\frac{\\partial f}{\\partial x_2} = 1, \\quad \\nabla f = (1, 1) $$ "
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"$$ f(x_1, x_2) = x_1 \\cdot x_2 \\qquad \\to \\qquad \\frac{\\partial f}{\\partial x_1} = x_2, \\quad \\frac{\\partial f}{\\partial x_2} = x_1, \\quad \\nabla f = (x_2, x_1) $$ "
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"$$ f(x_1, x_2) = \\max(x_1 + x_2) \\hskip{12em} \\\\\n",
"\\to \\qquad \\frac{\\partial f}{\\partial x_1} = \\mathbb{1}_{x \\geq y}, \\quad \\frac{\\partial f}{\\partial x_2} = \\mathbb{1}_{y \\geq x}, \\quad \\nabla f = (\\mathbb{1}_{x \\geq y}, \\mathbb{1}_{y \\geq x}) $$ "
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Własności pochodnych cząstkowych\n",
"\n",
"Jezeli $f(x, y, z) = (x + y) \\, z$ oraz $x + y = q$, to:\n",
"$$f = q z,\n",
"\\quad \\frac{\\partial f}{\\partial q} = z,\n",
"\\quad \\frac{\\partial f}{\\partial z} = q,\n",
"\\quad \\frac{\\partial q}{\\partial x} = 1,\n",
"\\quad \\frac{\\partial q}{\\partial y} = 1 $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"#### Reguła łańcuchowa\n",
"\n",
"$$ \\frac{\\partial f}{\\partial x} = \\frac{\\partial f}{\\partial q} \\, \\frac{\\partial q}{\\partial x},\n",
"\\quad \\frac{\\partial f}{\\partial y} = \\frac{\\partial f}{\\partial q} \\, \\frac{\\partial q}{\\partial y} $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Propagacja wsteczna – prosty przykład"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 2,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"outputs": [],
"source": [
"# Dla ustalonego wejścia\n",
"x = -2\n",
"y = 5\n",
"z = -4"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 3,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"3 -12\n"
]
}
],
"source": [
"# Krok w przód\n",
"q = x + y\n",
"f = q * z\n",
"print(q, f)"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 4,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"[-4, -4, 3]\n"
]
}
],
"source": [
"# Propagacja wsteczna dla f = q * z\n",
"# Oznaczmy symbolami `dfx`, `dfy`, `dfz`, `dfq` odpowiednio\n",
"# pochodne cząstkowe ∂f/∂x, ∂f/∂y, ∂f/∂z, ∂f/∂q\n",
"dfz = q\n",
"dfq = z\n",
"# Propagacja wsteczna dla q = x + y\n",
"dfx = 1 * dfq # z reguły łańcuchowej\n",
"dfy = 1 * dfq # z reguły łańcuchowej\n",
"print([dfx, dfy, dfz])"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
""
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Właśnie tak wygląda obliczanie pochodnych metodą propagacji wstecznej!"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* Spróbujmy czegoś bardziej skomplikowanego:
metodą propagacji wstecznej obliczmy pochodną funkcji sigmoidalnej."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Propagacja wsteczna – funkcja sigmoidalna"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"Funkcja sigmoidalna:\n",
"\n",
"$$f(\\theta,x) = \\frac{1}{1+e^{-(\\theta_0 x_0 + \\theta_1 x_1 + \\theta_2)}}$$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"$$\n",
"\\begin{array}{lcl}\n",
"f(x) = \\frac{1}{x} \\quad & \\rightarrow & \\quad \\frac{df}{dx} = -\\frac{1}{x^2} \\\\\n",
"f_c(x) = c + x \\quad & \\rightarrow & \\quad \\frac{df}{dx} = 1 \\\\\n",
"f(x) = e^x \\quad & \\rightarrow & \\quad \\frac{df}{dx} = e^x \\\\\n",
"f_a(x) = ax \\quad & \\rightarrow & \\quad \\frac{df}{dx} = a \\\\\n",
"\\end{array}\n",
"$$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
""
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 5,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"[0.3932238664829637, -0.5898357997244456]\n",
"[-0.19661193324148185, -0.3932238664829637, 0.19661193324148185]\n"
]
}
],
"source": [
"from math import exp\n",
"\n",
"\n",
"# Losowe wagi i dane\n",
"w = [2, -3, -3]\n",
"x = [-1, -2]\n",
"\n",
"# Krok w przód\n",
"dot = w[0] * x[0] + w[1] * x[1] + w[2]\n",
"f = 1.0 / (1 + exp(-dot)) # funkcja sigmoidalna\n",
"\n",
"# Krok w tył\n",
"ddot = (1 - f) * f # pochodna funkcji sigmoidalnej\n",
"dx = [w[0] * ddot, w[1] * ddot]\n",
"dw = [x[0] * ddot, x[1] * ddot, 1.0 * ddot]\n",
"\n",
"print(dx)\n",
"print(dw)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Obliczanie gradientów – podsumowanie"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Gradient $f$ dla $x$ mówi, jak zmieni się całe wyrażenie przy zmianie wartości $x$."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* Gradienty łączymy, korzystając z **reguły łańcuchowej**."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* W kroku \"wstecz\" gradienty informują, które części grafu powinny być zwiększone lub zmniejszone (i z jaką siłą), aby zwiększyć wartość na wyjściu."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* W kontekście implementacji chcemy dzielić funkcję $f$ na części, dla których można łatwo obliczyć gradienty."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "slide"
}
},
"source": [
"## 12.2. Uczenie wielowarstwowych sieci neuronowych metodą propagacji wstecznej"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"Mając algorytm SGD oraz gradienty wszystkich wag, moglibyśmy trenować każdą sieć."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Niech $\\Theta = (\\Theta^{(1)},\\Theta^{(2)},\\Theta^{(3)},\\beta^{(1)},\\beta^{(2)},\\beta^{(3)})$\n",
"* Funkcja sieci neuronowej z grafiki:\n",
"$$\\small h_\\Theta(x) = \\tanh(\\tanh(\\tanh(x\\Theta^{(1)}+\\beta^{(1)})\\Theta^{(2)} + \\beta^{(2)})\\Theta^{(3)} + \\beta^{(3)})$$\n",
"* Funkcja kosztu dla regresji:\n",
"$$J(\\Theta) = \\dfrac{1}{2m} \\sum_{i=1}^{m} (h_\\Theta(x^{(i)})- y^{(i)})^2 $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Jak obliczymy gradienty?\n",
"\n",
"$$\\nabla_{\\Theta^{(l)}} J(\\Theta) = ? \\quad \\nabla_{\\beta^{(l)}} J(\\Theta) = ?$$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### W kierunku propagacji wstecznej\n",
"\n",
"* Pewna (niewielka) zmiana wagi $\\Delta z^l_j$ dla $j$-ego neuronu w warstwie $l$ pociąga za sobą (niewielką) zmianę kosztu: \n",
"\n",
"$$\\frac{\\partial J(\\Theta)}{\\partial z^{l}_j} \\Delta z^{l}_j$$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Jeżeli $\\frac{\\partial J(\\Theta)}{\\partial z^{l}_j}$ jest duża, $\\Delta z^l_j$ ze znakiem przeciwnym zredukuje koszt.\n",
"* Jeżeli $\\frac{\\partial J(\\Theta)}{\\partial z^l_j}$ jest bliska zeru, koszt nie będzie mocno poprawiony."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"* Definiujemy błąd $\\delta^l_j$ neuronu $j$ w warstwie $l$: \n",
"\n",
"$$\\delta^l_j := \\dfrac{\\partial J(\\Theta)}{\\partial z^l_j}$$ \n",
"$$\\delta^l := \\nabla_{z^l} J(\\Theta) \\quad \\textrm{ (zapis wektorowy)} $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Podstawowe równania propagacji wstecznej\n",
"\n",
"$$\n",
"\\begin{array}{rcll}\n",
"\\delta^L & = & \\nabla_{a^L}J(\\Theta) \\odot { \\left( g^{L} \\right) }^{\\prime} \\left( z^L \\right) & (BP1) \\\\[2mm]\n",
"\\delta^{l} & = & \\left( \\left( \\Theta^{l+1} \\right) \\! ^\\top \\, \\delta^{l+1} \\right) \\odot {{ \\left( g^{l} \\right) }^{\\prime}} \\left( z^{l} \\right) & (BP2)\\\\[2mm]\n",
"\\nabla_{\\beta^l} J(\\Theta) & = & \\delta^l & (BP3)\\\\[2mm]\n",
"\\nabla_{\\Theta^l} J(\\Theta) & = & a^{l-1} \\odot \\delta^l & (BP4)\\\\\n",
"\\end{array}\n",
"$$\n"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"#### (BP1)\n",
"$$ \\delta^L_j \\; = \\; \\frac{ \\partial J }{ \\partial a^L_j } \\, g' \\!\\! \\left( z^L_j \\right) $$\n",
"$$ \\delta^L \\; = \\; \\nabla_{a^L}J(\\Theta) \\odot { \\left( g^{L} \\right) }^{\\prime} \\left( z^L \\right) $$\n",
"Błąd w ostatniej warstwie jest iloczynem szybkości zmiany kosztu względem $j$-tego wyjścia i szybkości zmiany funkcji aktywacji w punkcie $z^L_j$."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"#### (BP2)\n",
"$$ \\delta^{l} \\; = \\; \\left( \\left( \\Theta^{l+1} \\right) \\! ^\\top \\, \\delta^{l+1} \\right) \\odot {{ \\left( g^{l} \\right) }^{\\prime}} \\left( z^{l} \\right) $$\n",
"Aby obliczyć błąd w $l$-tej warstwie, należy przemnożyć błąd z następnej ($(l+1)$-szej) warstwy przez transponowany wektor wag, a uzyskaną macierz pomnożyć po współrzędnych przez szybkość zmiany funkcji aktywacji w punkcie $z^l$."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"#### (BP3)\n",
"$$ \\nabla_{\\beta^l} J(\\Theta) \\; = \\; \\delta^l $$\n",
"Błąd w $l$-tej warstwie jest równy wartości gradientu funkcji kosztu."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"#### (BP4)\n",
"$$ \\nabla_{\\Theta^l} J(\\Theta) \\; = \\; a^{l-1} \\odot \\delta^l $$\n",
"Gradient funkcji kosztu względem wag $l$-tej warstwy można obliczyć jako iloczyn po współrzędnych $a^{l-1}$ przez $\\delta^l$."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Algorytm propagacji wstecznej"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"Dla pojedynczego przykładu $(x,y)$:\n",
"1. **Wejście**: Ustaw aktywacje w warstwie cech $a^{(0)}=x$ \n",
"2. **Feedforward:** dla $l=1,\\dots,L$ oblicz \n",
"$z^{(l)} = a^{(l-1)} \\Theta^{(l)} + \\beta^{(l)}$ oraz $a^{(l)}=g^{(l)} \\!\\! \\left( z^{(l)} \\right)$\n",
"3. **Błąd wyjścia $\\delta^{(L)}$:** oblicz wektor $$\\delta^{(L)}= \\nabla_{a^{(L)}}J(\\Theta) \\odot {g^{\\prime}}^{(L)} \\!\\! \\left( z^{(L)} \\right) $$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"4. **Propagacja wsteczna błędu:** dla $l = L-1,L-2,\\dots,1$ oblicz $$\\delta^{(l)} = \\delta^{(l+1)}(\\Theta^{(l+1)})^T \\odot {g^{\\prime}}^{(l)} \\!\\! \\left( z^{(l)} \\right) $$\n",
"5. **Gradienty:** \n",
" * $\\dfrac{\\partial}{\\partial \\Theta_{ij}^{(l)}} J(\\Theta) = a_i^{(l-1)}\\delta_j^{(l)} \\textrm{ oraz } \\dfrac{\\partial}{\\partial \\beta_{j}^{(l)}} J(\\Theta) = \\delta_j^{(l)}$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"W naszym przykładzie:\n",
"\n",
"$$\\small J(\\Theta) = \\frac{1}{2} \\left( a^{(L)} - y \\right) ^2 $$\n",
"$$\\small \\dfrac{\\partial}{\\partial a^{(L)}} J(\\Theta) = a^{(L)} - y$$\n",
"\n",
"$$\\small \\tanh^{\\prime}(x) = 1 - \\tanh^2(x)$$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
""
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Algorytm SGD z propagacją wsteczną\n",
"\n",
"Pojedyncza iteracja:\n",
"1. Dla parametrów $\\Theta = (\\Theta^{(1)},\\ldots,\\Theta^{(L)})$ utwórz pomocnicze macierze zerowe $\\Delta = (\\Delta^{(1)},\\ldots,\\Delta^{(L)})$ o takich samych wymiarach (dla uproszczenia opuszczono wagi $\\beta$)."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"2. Dla $m$ przykładów we wsadzie (*batch*), $i = 1,\\ldots,m$:\n",
" * Wykonaj algortym propagacji wstecznej dla przykładu $(x^{(i)}, y^{(i)})$ i przechowaj gradienty $\\nabla_{\\Theta}J^{(i)}(\\Theta)$ dla tego przykładu;\n",
" * $\\Delta := \\Delta + \\dfrac{1}{m}\\nabla_{\\Theta}J^{(i)}(\\Theta)$\n",
"3. Wykonaj aktualizację wag: $\\Theta := \\Theta - \\alpha \\Delta$"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Propagacja wsteczna – podsumowanie\n",
"\n",
"* Algorytm pierwszy raz wprowadzony w latach 70. XX w.\n",
"* W 1986 David Rumelhart, Geoffrey Hinton i Ronald Williams pokazali, że jest znacznie szybszy od wcześniejszych metod.\n",
"* Obecnie najpopularniejszy algorytm uczenia sieci neuronowych."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "slide"
}
},
"source": [
"## 12.3. Przykłady implementacji wielowarstwowych sieci neuronowych"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "notes"
}
},
"source": [
"### Uwaga!\n",
"\n",
"Poniższe przykłady wykorzystują interfejs [Keras](https://keras.io), który jest częścią biblioteki [TensorFlow](https://www.tensorflow.org).\n",
"\n",
"Aby uruchomić TensorFlow w środowisku Jupyter, należy wykonać następujące czynności:\n",
"\n",
"#### Przed pierwszym uruchomieniem (wystarczy wykonać tylko raz)\n",
"\n",
"Instalacja biblioteki TensorFlow w środowisku Anaconda:\n",
"\n",
"1. Uruchom *Anaconda Navigator*\n",
"1. Wybierz kafelek *CMD.exe Prompt*\n",
"1. Kliknij przycisk *Launch*\n",
"1. Pojawi się konsola. Wpisz następujące polecenia, każde zatwierdzając wciśnięciem klawisza Enter:\n",
"```\n",
"conda create -n tf tensorflow\n",
"conda activate tf\n",
"conda install pandas matplotlib\n",
"jupyter notebook\n",
"```\n",
"\n",
"#### Przed każdym uruchomieniem\n",
"\n",
"Jeżeli chcemy korzystać z biblioteki TensorFlow, to środowisko Jupyter Notebook należy uruchomić w następujący sposób:\n",
"\n",
"1. Uruchom *Anaconda Navigator*\n",
"1. Wybierz kafelek *CMD.exe Prompt*\n",
"1. Kliknij przycisk *Launch*\n",
"1. Pojawi się konsola. Wpisz następujące polecenia, każde zatwierdzając wciśnięciem klawisza Enter:\n",
"```\n",
"conda activate tf\n",
"jupyter notebook\n",
"```"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"source": [
"### Przykład: MNIST\n",
"\n",
"_Modified National Institute of Standards and Technology database_"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "fragment"
}
},
"source": [
"* Zbiór cyfr zapisanych pismem odręcznym\n",
"* 60 000 przykładów uczących, 10 000 przykładów testowych\n",
"* Rozdzielczość każdego przykładu: 28 × 28 = 784 piksele"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 6,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"outputs": [
{
"name": "stderr",
"output_type": "stream",
"text": [
"2023-01-26 10:52:17.922141: I tensorflow/core/platform/cpu_feature_guard.cc:193] This TensorFlow binary is optimized with oneAPI Deep Neural Network Library (oneDNN) to use the following CPU instructions in performance-critical operations: AVX2 FMA\n",
"To enable them in other operations, rebuild TensorFlow with the appropriate compiler flags.\n",
"2023-01-26 10:52:18.163925: W tensorflow/compiler/xla/stream_executor/platform/default/dso_loader.cc:64] Could not load dynamic library 'libcudart.so.11.0'; dlerror: libcudart.so.11.0: cannot open shared object file: No such file or directory\n",
"2023-01-26 10:52:18.163996: I tensorflow/compiler/xla/stream_executor/cuda/cudart_stub.cc:29] Ignore above cudart dlerror if you do not have a GPU set up on your machine.\n",
"2023-01-26 10:52:19.577890: W tensorflow/compiler/xla/stream_executor/platform/default/dso_loader.cc:64] Could not load dynamic library 'libnvinfer.so.7'; dlerror: libnvinfer.so.7: cannot open shared object file: No such file or directory\n",
"2023-01-26 10:52:19.578662: W tensorflow/compiler/xla/stream_executor/platform/default/dso_loader.cc:64] Could not load dynamic library 'libnvinfer_plugin.so.7'; dlerror: libnvinfer_plugin.so.7: cannot open shared object file: No such file or directory\n",
"2023-01-26 10:52:19.578677: W tensorflow/compiler/tf2tensorrt/utils/py_utils.cc:38] TF-TRT Warning: Cannot dlopen some TensorRT libraries. If you would like to use Nvidia GPU with TensorRT, please make sure the missing libraries mentioned above are installed properly.\n"
]
},
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
"Downloading data from https://storage.googleapis.com/tensorflow/tf-keras-datasets/mnist.npz\n",
"11490434/11490434 [==============================] - 1s 0us/step\n"
]
}
],
"source": [
"from tensorflow import keras\n",
"from tensorflow.keras.datasets import mnist\n",
"from tensorflow.keras.layers import Dense, Dropout\n",
"\n",
"# załaduj dane i podziel je na zbiory uczący i testowy\n",
"(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 7,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "notes"
}
},
"outputs": [],
"source": [
"from matplotlib import pyplot as plt\n",
"\n",
"\n",
"def draw_examples(examples, captions=None):\n",
" plt.figure(figsize=(16, 4))\n",
" m = len(examples)\n",
" for i, example in enumerate(examples):\n",
" plt.subplot(100 + m * 10 + i + 1)\n",
" plt.imshow(example, cmap=plt.get_cmap(\"gray\"))\n",
" plt.show()\n",
" if captions is not None:\n",
" print(6 * \" \" + (10 * \" \").join(str(captions[i]) for i in range(m)))"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": 8,
"metadata": {
"slideshow": {
"slide_type": "subslide"
}
},
"outputs": [
{
"data": {
"image/png": "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\n",
"text/plain": [
"