tensorflow 实现逻辑回归——原以为TensorFlow不擅长做线性回归或者逻辑回归,原来是这么简单哇!

实现的是预测 低 出生 体重 的 概率。
尼克·麦克卢尔(Nick McClure). TensorFlow机器学习实战指南 (智能系统与技术丛书) (Kindle 位置 1060-1061). Kindle 版本.

# Logistic Regression
#----------------------------------
#
# This function shows how to use TensorFlow to
# solve logistic regression.
# y = sigmoid(Ax + b)
#
# We will use the low birth weight data, specifically:
#  y = 0 or 1 = low birth weight
#  x = demographic and medical history data

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import tensorflow as tf
import requests
from tensorflow.python.framework import ops
import os.path
import csv

ops.reset_default_graph()

# Create graph
sess = tf.Session()

###
# Obtain and prepare data for modeling
###

# Set name of data file
birth_weight_file = ‘birth_weight.csv‘

# Download data and create data file if file does not exist in current directory
if not os.path.exists(birth_weight_file):
    birthdata_url = ‘https://github.com/nfmcclure/tensorflow_cookbook/raw/master/01_Introduction/07_Working_with_Data_Sources/birthweight_data/birthweight.dat‘
    birth_file = requests.get(birthdata_url)
    birth_data = birth_file.text.split(‘\r\n‘)
    birth_header = birth_data[0].split(‘\t‘)
    birth_data = [[float(x) for x in y.split(‘\t‘) if len(x)>=1] for y in birth_data[1:] if len(y)>=1]
    with open(birth_weight_file, ‘w‘, newline=‘‘) as f:
        writer = csv.writer(f)
        writer.writerow(birth_header)
        writer.writerows(birth_data)
        f.close()

# Read birth weight data into memory
birth_data = []
with open(birth_weight_file, newline=‘‘) as csvfile:
     csv_reader = csv.reader(csvfile)
     birth_header = next(csv_reader)
     for row in csv_reader:
         birth_data.append(row)

birth_data = [[float(x) for x in row] for row in birth_data]

# Pull out target variable
y_vals = np.array([x[0] for x in birth_data])
# Pull out predictor variables (not id, not target, and not birthweight)
x_vals = np.array([x[1:8] for x in birth_data])

# Set for reproducible results
seed = 99
np.random.seed(seed)
tf.set_random_seed(seed)

# Split data into train/test = 80%/20%
train_indices = np.random.choice(len(x_vals), round(len(x_vals)*0.8), replace=False)
test_indices = np.array(list(set(range(len(x_vals))) - set(train_indices)))
x_vals_train = x_vals[train_indices]
x_vals_test = x_vals[test_indices]
y_vals_train = y_vals[train_indices]
y_vals_test = y_vals[test_indices]

# Normalize by column (min-max norm)
def normalize_cols(m):
    col_max = m.max(axis=0)
    col_min = m.min(axis=0)
    return (m-col_min) / (col_max - col_min)

x_vals_train = np.nan_to_num(normalize_cols(x_vals_train))
x_vals_test = np.nan_to_num(normalize_cols(x_vals_test))

###
# Define Tensorflow computational graph?
###

# Declare batch size
batch_size = 25

# Initialize placeholders
x_data = tf.placeholder(shape=[None, 7], dtype=tf.float32)
y_target = tf.placeholder(shape=[None, 1], dtype=tf.float32)

# Create variables for linear regression
A = tf.Variable(tf.random_normal(shape=[7,1]))
b = tf.Variable(tf.random_normal(shape=[1,1]))

# Declare model operations
model_output = tf.add(tf.matmul(x_data, A), b)

# Declare loss function (Cross Entropy loss)
loss = tf.reduce_mean(tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits(logits=model_output, labels=y_target))

# Declare optimizer
my_opt = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.01)
train_step = my_opt.minimize(loss)

###
# Train model
###

# Initialize variables
init = tf.global_variables_initializer()
sess.run(init)

# Actual Prediction
prediction = tf.round(tf.sigmoid(model_output))
predictions_correct = tf.cast(tf.equal(prediction, y_target), tf.float32)
accuracy = tf.reduce_mean(predictions_correct)

# Training loop
loss_vec = []
train_acc = []
test_acc = []
for i in range(15000):
    rand_index = np.random.choice(len(x_vals_train), size=batch_size)
    rand_x = x_vals_train[rand_index]
    rand_y = np.transpose([y_vals_train[rand_index]])
    sess.run(train_step, feed_dict={x_data: rand_x, y_target: rand_y})

    temp_loss = sess.run(loss, feed_dict={x_data: rand_x, y_target: rand_y})
    loss_vec.append(temp_loss)
    temp_acc_train = sess.run(accuracy, feed_dict={x_data: x_vals_train, y_target: np.transpose([y_vals_train])})
    train_acc.append(temp_acc_train)
    temp_acc_test = sess.run(accuracy, feed_dict={x_data: x_vals_test, y_target: np.transpose([y_vals_test])})
    test_acc.append(temp_acc_test)
    if (i+1)%300==0:
        print(‘Loss = ‘ + str(temp_loss))

###
# Display model performance
###

# Plot loss over time
plt.plot(loss_vec, ‘k-‘)
plt.title(‘Cross Entropy Loss per Generation‘)
plt.xlabel(‘Generation‘)
plt.ylabel(‘Cross Entropy Loss‘)
plt.show()

# Plot train and test accuracy
plt.plot(train_acc, ‘k-‘, label=‘Train Set Accuracy‘)
plt.plot(test_acc, ‘r--‘, label=‘Test Set Accuracy‘)
plt.title(‘Train and Test Accuracy‘)
plt.xlabel(‘Generation‘)
plt.ylabel(‘Accuracy‘)
plt.legend(loc=‘lower right‘)
plt.show()

原文地址:https://www.cnblogs.com/bonelee/p/8996496.html

时间: 2024-10-08 13:44:23

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机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

线性回归(Linear Regression) 是利用称为线性回归方程的最小平方函数对一个或多个自变量和因变量之间关系进行建模的一种回归分析.这种函数是一个或多个称为回归系数的模型参数的线性组合(自变量都是一次方).只有一个自变量的情况称为简单回归,大于一个自变量情况的叫做多元回归.线性回归的模型函数如下: 损失函数(基于均方误差最小化) 通过训练数据集寻找参数的最优解,即求解可以得minJ(θ)的参数向量θ,其中这里的参数向量也可以分为参数和w和b,分别表示权重和偏置值. 线性回归方程可通过两