- load training, save weights
- provide params at construction time git-svn-id: http://moon:8086/svn/software/trunk/projects/Rbm@566 b431acfa-c32f-4a4a-93f1-934dc6c82436
This commit is contained in:
+19
-17
@@ -14,19 +14,21 @@
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#include "Rbm.hpp"
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#include "noise.h"
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Rbm::Rbm(arma::mat &w, arma::mat &bv, arma::mat &bh)
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: m_w(w)
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Rbm::Rbm(const Params& params, arma::mat &w, arma::mat &bv, arma::mat &bh)
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: m_params(params)
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, m_w(w)
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, m_bv(bv)
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||||
, m_bh(bh)
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{
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Noise_Init(&m_noise, 0x32727155);
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uniform(m_w);
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uniform(m_bh);
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uniform(m_bv);
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||||
uniform(m_w, 0.0, 0.1);
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||||
uniform(m_bh, 0.0, 0.1);
|
||||
uniform(m_bv, 0.0, 0.1);
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||||
}
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||||
Rbm::Rbm(const Rbm& orig)
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: m_w(orig.m_w)
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: m_params(orig.m_params)
|
||||
, m_w(orig.m_w)
|
||||
, m_bv(orig.m_bv)
|
||||
, m_bh(orig.m_bh)
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{
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@@ -36,7 +38,7 @@ Rbm::~Rbm()
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{
|
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}
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void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize, const Params& params, IListener* pListener)
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||||
void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize, IListener* pListener)
|
||||
{
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||||
size_t epoch;
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size_t gibbs;
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||||
@@ -66,8 +68,8 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
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||||
trainingSizeRemain -= toSlice;
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||||
batchRowIndex += toSlice;
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||||
size_t miniBatchSizeActual = miniBatch.n_rows;
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||||
double learning_rate = params.m_learningRate/std::min(miniBatchSizeActual, trainingSize);
|
||||
double weight_decay = params.m_weightDecay/std::min(miniBatchSizeActual, trainingSize);
|
||||
double learning_rate = m_params.m_learningRate/std::min(miniBatchSizeActual, trainingSize);
|
||||
double weight_decay = m_params.m_weightDecay/std::min(miniBatchSizeActual, trainingSize);
|
||||
|
||||
arma::mat vis_state(miniBatchSizeActual, m_w.n_rows);
|
||||
arma::mat vis_probs(miniBatchSizeActual, m_w.n_rows);
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||||
@@ -78,7 +80,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
|
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{
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||||
// Create hidden layer base on training data
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||||
if (params.m_doSampleBatch)
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if (m_params.m_doSampleBatch)
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{
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||||
// When the hidden units are being driven by data, always use stochastic binary states
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vis_state = sample(miniBatch);
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||||
@@ -92,7 +94,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
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||||
hid_probs = probsLogistic(hid_state);
|
||||
|
||||
// Sample hidden
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||||
if (params.m_doRaoBlackwell)
|
||||
if (m_params.m_doRaoBlackwell)
|
||||
{
|
||||
hid_state = hid_probs;
|
||||
}
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||||
@@ -106,7 +108,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
|
||||
grad_bias_v = sum(vis_state, 0);
|
||||
grad_bias_h = sum(hid_state, 0);
|
||||
|
||||
for (gibbs=0; gibbs < params.m_numGibbs; gibbs++)
|
||||
for (gibbs=0; gibbs < m_params.m_numGibbs; gibbs++)
|
||||
{
|
||||
|
||||
// Create hidden representation given v
|
||||
@@ -115,7 +117,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
|
||||
// Create visible reconstruction (a fantasy...) given hid
|
||||
vis_state = hid_state * m_w.t() + arma::repmat(m_bv, miniBatchSizeActual, 1);
|
||||
vis_probs = probsLogistic(vis_state);
|
||||
if (params.m_doSampleVisible)
|
||||
if (m_params.m_doSampleVisible)
|
||||
{
|
||||
vis_state = sample(vis_probs);
|
||||
}
|
||||
@@ -139,9 +141,9 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
|
||||
|
||||
status.L1 = accu(abs(m_w));
|
||||
status.L2 = accu(m_w % m_w);
|
||||
momentum_bias_v = params.m_momentum*momentum_bias_v + grad_bias_v;
|
||||
momentum_bias_h = params.m_momentum*momentum_bias_h + grad_bias_h;
|
||||
momentum_weights = params.m_momentum*momentum_weights + grad_weight - status.L2*penalty_weights;
|
||||
momentum_bias_v = m_params.m_momentum*momentum_bias_v + grad_bias_v;
|
||||
momentum_bias_h = m_params.m_momentum*momentum_bias_h + grad_bias_h;
|
||||
momentum_weights = m_params.m_momentum*momentum_weights + grad_weight - status.L2*penalty_weights;
|
||||
|
||||
m_bv += learning_rate*momentum_bias_v;
|
||||
m_bh += learning_rate*momentum_bias_h;
|
||||
@@ -154,7 +156,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, size_t numEpochs, size_t miniBatchSize,
|
||||
status.epoch = epoch;
|
||||
arma::mat diffErr = miniBatch - vis_probs;
|
||||
arma::mat diffErr_squared = diffErr % diffErr;
|
||||
status.err = accu(diffErr_squared);
|
||||
status.err = accu(diffErr_squared)/diffErr_squared.n_elem;
|
||||
|
||||
if (pListener)
|
||||
{
|
||||
|
||||
+4
-3
@@ -24,7 +24,7 @@ public:
|
||||
struct Params
|
||||
{
|
||||
Params()
|
||||
: m_weightDecay(0.01)
|
||||
: m_weightDecay(0.0)
|
||||
, m_learningRate(0.1)
|
||||
, m_momentum(0.5)
|
||||
, m_doRaoBlackwell(true)
|
||||
@@ -65,11 +65,11 @@ public:
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
Rbm(arma::mat &w, arma::mat &bv, arma::mat &bh);
|
||||
Rbm(const Params& params, arma::mat &w, arma::mat &bv, arma::mat &bh);
|
||||
Rbm(const Rbm& orig);
|
||||
virtual ~Rbm();
|
||||
|
||||
void train(arma::mat const &batch, size_t numEpochs, size_t sizeMiniBatch, Params const ¶ms, IListener *pListener);
|
||||
void train(arma::mat const &batch, size_t numEpochs, size_t sizeMiniBatch, IListener *pListener);
|
||||
arma::mat toHidden(const arma::mat &v);
|
||||
arma::mat toVisible(const arma::mat &h);
|
||||
arma::mat& weights();
|
||||
@@ -78,6 +78,7 @@ public:
|
||||
|
||||
private:
|
||||
noise_gen_t m_noise;
|
||||
const Params &m_params;
|
||||
arma::mat &m_w;
|
||||
arma::mat &m_bh;
|
||||
arma::mat &m_bv;
|
||||
|
||||
+93
-33
@@ -23,45 +23,105 @@ class RbmListener : public Rbm::IListener
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
arma::mat loadTraining(const char *pFilename)
|
||||
{
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||||
uint32_t numTraining = 0;
|
||||
uint32_t numVisible = 0;
|
||||
FILE *pFile;
|
||||
|
||||
pFile = fopen(pFilename,"r");
|
||||
|
||||
if (!pFile)
|
||||
{
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int result = fscanf(pFile, "%d\n", &numTraining);
|
||||
if (result < 0)
|
||||
{
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
result = fscanf(pFile, "%d\n", &numVisible);
|
||||
if (result < 0)
|
||||
{
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
arma::mat data = arma::zeros(numTraining, numVisible);
|
||||
|
||||
uint32_t i, j;
|
||||
for (i=0; i < numTraining; i++)
|
||||
{
|
||||
for (j=0; j < numVisible; j++)
|
||||
{
|
||||
float v;
|
||||
int result = fscanf(pFile, "%f", &v);
|
||||
if (result > 0)
|
||||
{
|
||||
data(i, j) = v;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
fclose(pFile);
|
||||
return data;
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
void saveWeight(const char *pFilename, size_t numVisibleX, size_t numVisibleY, const arma::mat &w, const arma::mat &bv, const arma::mat &bh)
|
||||
{
|
||||
FILE *pFile;
|
||||
|
||||
pFile = fopen(pFilename,"w");
|
||||
|
||||
if (!pFile)
|
||||
return;
|
||||
|
||||
size_t numHidden = bh.n_elem;
|
||||
size_t numVisible = bv.n_elem;
|
||||
fprintf(pFile, "%d %d %d\n", (int)numVisibleX, (int)numVisibleY, (int)numHidden);
|
||||
|
||||
uint32_t i, j;
|
||||
|
||||
for (i=0; i < numVisible; i++)
|
||||
{
|
||||
fprintf(pFile, "%3.6f\n", bv(i));
|
||||
}
|
||||
for (i=0; i < numHidden; i++)
|
||||
{
|
||||
fprintf(pFile, "%3.6f\n", bh(i));
|
||||
}
|
||||
for (i=0; i < numVisible; i++)
|
||||
{
|
||||
for (j=0; j < numHidden; j++)
|
||||
{
|
||||
fprintf(pFile, "%3.6f ", w(i,j));
|
||||
}
|
||||
fprintf(pFile, "\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
fclose(pFile);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
printf("Hallo, Welt!\n");
|
||||
|
||||
// Position of a particle // |
|
||||
arma::vec Pos = {{0}, // | (0,1)
|
||||
{1}}; // +---x-->
|
||||
|
||||
// Rotation matrix
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||||
double phi = -3.1416/2;
|
||||
arma::mat RotM = {{+cos(phi), -sin(phi)},
|
||||
{+sin(phi), +cos(phi)}};
|
||||
|
||||
Pos.print("Current position of the particle:");
|
||||
std::cout << "Rotating the point " << phi*180/3.1416 << " deg" << std::endl;
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||||
|
||||
Pos = RotM*Pos;
|
||||
|
||||
Pos.print("New position of the particle:"); // ^
|
||||
// x (1,0)
|
||||
// |
|
||||
arma::mat Z = arma::eye<arma::mat>(4000,4000);
|
||||
// Z.print("Z:");
|
||||
printf("Z.n_rows = %d\n", (int)Z.n_rows);
|
||||
printf("Z.n_cols = %d\n", (int)Z.n_cols);
|
||||
printf("Z.n_elem = %d\n", (int)Z.n_elem);
|
||||
// +------>
|
||||
|
||||
|
||||
RbmListener statusDisplay;
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||||
Rbm::Params params;
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||||
arma::mat w = arma::zeros(28*28, 64);
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||||
arma::mat bv = arma::zeros(1, 28*28);
|
||||
arma::mat bh = arma::zeros(1, 64);
|
||||
Rbm rbm(w, bv, bh);
|
||||
arma::mat batch = arma::randu(100, 28*28);
|
||||
rbm.train(batch, 10, 10, params, &statusDisplay);
|
||||
|
||||
arma::mat v = arma::randu(100, 28*28);
|
||||
arma::mat batch = loadTraining("mnist_2.training.dat");
|
||||
|
||||
size_t numTraining = batch.n_rows;
|
||||
size_t numVisible = batch.n_cols;
|
||||
size_t numHidden = 64;
|
||||
|
||||
printf("Loaded %d training samples\n", (int)numTraining);
|
||||
|
||||
arma::mat w = arma::zeros(numVisible, numHidden);
|
||||
arma::mat bv = arma::zeros(1, numVisible);
|
||||
arma::mat bh = arma::zeros(1, numHidden);
|
||||
Rbm rbm(params, w, bv, bh);
|
||||
rbm.train(batch, 100, 100, &statusDisplay);
|
||||
saveWeight("mnist_2.weights.dat", 28, 28, w, bv, bh);
|
||||
arma::mat v = arma::randu(numTraining, numVisible);
|
||||
arma::mat h = rbm.toHidden(v);
|
||||
arma::mat r = rbm.toVisible(h);
|
||||
return 0;
|
||||
|
||||
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