- use all-at-onec (v+c) method
git-svn-id: http://moon:8086/svn/software/trunk/projects/Rbm@759 b431acfa-c32f-4a4a-93f1-934dc6c82436
This commit is contained in:
+5
-2
@@ -89,6 +89,7 @@ bool Layer::loadWeights(const string &prjname)
|
||||
m_bhv(i) = v;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
arma::mat weights(numVisible, numHidden);
|
||||
for (i=0; i < numVisible; i++)
|
||||
{
|
||||
for (j=0; j < numHidden; j++)
|
||||
@@ -97,10 +98,11 @@ bool Layer::loadWeights(const string &prjname)
|
||||
result = fscanf(pFile, "%f", &v);
|
||||
if (result > 0)
|
||||
{
|
||||
m_whv(i, j) = v;
|
||||
weights(i, j) = v;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
weightsAssign(weights);
|
||||
fclose(pFile);
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
@@ -136,11 +138,12 @@ bool Layer::saveWeights(const string &prjname)
|
||||
{
|
||||
fprintf(pFile, "%3.6f\n", m_bhv(i));
|
||||
}
|
||||
const arma::mat &_whv = whv();
|
||||
for (i=0; i < numVisible; i++)
|
||||
{
|
||||
for (j=0; j < numHidden; j++)
|
||||
{
|
||||
fprintf(pFile, "%3.6f ", m_whv(i,j));
|
||||
fprintf(pFile, "%3.6f ", _whv(i,j));
|
||||
}
|
||||
fprintf(pFile, "\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -67,16 +67,6 @@ public:
|
||||
return m_bhv.n_elem;
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat toHiddenProbs(const arma::mat &visible) const
|
||||
{
|
||||
return Rbm::prob(v_to_h(visible));
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat toVisibleProbs(const arma::mat &hidden) const
|
||||
{
|
||||
return Rbm::prob(h_to_v(hidden));
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat trainingData(arma::mat const &batch)
|
||||
{
|
||||
arma::mat thisBatch = batch;
|
||||
|
||||
+19
-100
@@ -18,12 +18,10 @@
|
||||
|
||||
Rbm::Rbm(size_t numVisible, size_t numHidden, size_t numContext)
|
||||
: m_params()
|
||||
, m_whv(numVisible, numHidden)
|
||||
, m_whc(numContext, numHidden)
|
||||
, m_whv(numVisible+numContext, numHidden)
|
||||
, m_bhv(1, numHidden)
|
||||
, m_bhc(1, numHidden)
|
||||
, m_bv(1, numVisible)
|
||||
, m_bc(1, numContext)
|
||||
, m_bv(1, numVisible+numContext)
|
||||
, m_ctx(1, numContext)
|
||||
{
|
||||
assert(numVisible > 0);
|
||||
assert(numHidden > 0);
|
||||
@@ -37,11 +35,9 @@ Rbm::Rbm(size_t numVisible, size_t numHidden, size_t numContext)
|
||||
Rbm::Rbm(const Rbm& orig)
|
||||
: m_params(orig.m_params)
|
||||
, m_whv(orig.m_whv)
|
||||
, m_whc(orig.m_whc)
|
||||
, m_bhv(orig.m_bhv)
|
||||
, m_bhc(orig.m_bhc)
|
||||
, m_bv(orig.m_bv)
|
||||
, m_bc(orig.m_bc)
|
||||
, m_ctx(orig.m_ctx)
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -53,11 +49,9 @@ Rbm::~Rbm()
|
||||
void Rbm::weightsInit(double stddev, double mu)
|
||||
{
|
||||
uniform(m_whv, stddev, mu);
|
||||
uniform(m_whc, 0.01*stddev, mu);
|
||||
uniform(m_bhv, stddev, mu);
|
||||
uniform(m_bhc, 0.01*stddev, mu);
|
||||
uniform(m_bv, stddev, mu);
|
||||
uniform(m_bc, stddev, mu);
|
||||
uniform(m_ctx, stddev, mu);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Rbm::fromJson(Json::Value rbm)
|
||||
@@ -74,9 +68,9 @@ Json::Value Rbm::toJson() const
|
||||
return rbm;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Rbm::gibbs_hv(arma::mat &hv_probs, arma::mat &v_probs)
|
||||
void Rbm::gibbs(arma::mat &hv_probs, arma::mat &v_probs)
|
||||
{
|
||||
for (int gibbs=0; gibbs < m_params.numGibbs; gibbs++)
|
||||
for (int i=0; i < m_params.numGibbs; i++)
|
||||
{
|
||||
// Create visible reconstruction (a fantasy...) given hid
|
||||
if (m_params.gibbsDoSampleHidden)
|
||||
@@ -100,33 +94,7 @@ void Rbm::gibbs_hv(arma::mat &hv_probs, arma::mat &v_probs)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Rbm::gibbs_hc(arma::mat &hc_probs, arma::mat &c_probs)
|
||||
{
|
||||
for (int gibbs=0; gibbs < m_params.numGibbs; gibbs++)
|
||||
{
|
||||
// Create visible reconstruction (a fantasy...) given hid
|
||||
if (m_params.gibbsDoSampleHidden)
|
||||
{
|
||||
c_probs = prob(h_to_c(sample(hc_probs)));
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
c_probs = prob(h_to_c(hc_probs));
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Create hidden representation given v
|
||||
if (m_params.gibbsDoSampleVisible)
|
||||
{
|
||||
hc_probs = prob(c_to_h(sample(c_probs)));
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
hc_probs = prob(c_to_h(c_probs));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Rbm::weightUpdate_hv(arma::mat const &v_states, arma::mat &dw, arma::mat &dbhv, arma::mat &dbv)
|
||||
void Rbm::weightUpdate(arma::mat const &v_states, arma::mat &dw, arma::mat &dbhv, arma::mat &dbv)
|
||||
{
|
||||
arma::mat v_probs(v_states);
|
||||
arma::mat h_states = v_to_h(v_states);
|
||||
@@ -147,7 +115,7 @@ void Rbm::weightUpdate_hv(arma::mat const &v_states, arma::mat &dw, arma::mat &d
|
||||
dbv = sum(v_states, 0);
|
||||
dbhv = sum(h_states, 0);
|
||||
|
||||
gibbs_hv(h_probs, v_probs);
|
||||
gibbs(h_probs, v_probs);
|
||||
|
||||
// Update weights (negative phase)
|
||||
dw -= v_probs.t() * h_probs;
|
||||
@@ -155,35 +123,6 @@ void Rbm::weightUpdate_hv(arma::mat const &v_states, arma::mat &dw, arma::mat &d
|
||||
dbhv -= sum(h_probs, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Rbm::weightUpdate_hc(arma::mat const &c_states, arma::mat &dw, arma::mat &dbhc, arma::mat &dbc)
|
||||
{
|
||||
arma::mat c_probs(c_states);
|
||||
arma::mat h_states = c_to_h(c_states);
|
||||
arma::mat h_probs = prob(h_states);
|
||||
|
||||
// Sample hidden
|
||||
if (m_params.doRaoBlackwell)
|
||||
{
|
||||
h_states = h_probs;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
h_states = sample(h_probs);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Update weights (positive phase)
|
||||
dw = c_states.t() * h_states;
|
||||
dbc = sum(c_states, 0);
|
||||
dbhc = sum(h_states, 0);
|
||||
|
||||
gibbs_hc(h_probs, c_probs);
|
||||
|
||||
// Update weights (negative phase)
|
||||
dw -= c_probs.t() * h_probs;
|
||||
dbc -= sum(c_probs, 0);
|
||||
dbhc -= sum(h_probs, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
{
|
||||
Status status;
|
||||
@@ -193,17 +132,11 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
int batchRowIndex = 0;
|
||||
|
||||
arma::mat grad_bias_v(arma::zeros(1, m_bv.n_cols));
|
||||
arma::mat grad_bias_c(arma::zeros(1, m_bc.n_cols));
|
||||
arma::mat grad_bias_hv(arma::zeros(1, m_bhv.n_cols));
|
||||
arma::mat grad_bias_hc(arma::zeros(1, m_bhc.n_cols));
|
||||
arma::mat grad_weight_hv(arma::zeros(m_whv.n_rows, m_whv.n_cols));
|
||||
arma::mat grad_weight_hc(arma::zeros(m_whc.n_rows, m_whc.n_cols));
|
||||
arma::mat momentum_whv = arma::zeros(m_whv.n_rows, m_whv.n_cols);
|
||||
arma::mat momentum_whc = arma::zeros(m_whc.n_rows, m_whc.n_cols);
|
||||
arma::mat momentum_bias_v(arma::zeros(1, m_bv.n_cols));
|
||||
arma::mat momentum_bias_c(arma::zeros(1, m_bc.n_cols));
|
||||
arma::mat momentum_bias_hv(arma::zeros(1, m_bhv.n_cols));
|
||||
arma::mat momentum_bias_hc(arma::zeros(1, m_bhc.n_cols));
|
||||
arma::mat penalty_weights = arma::zeros(m_whv.n_rows, m_whv.n_cols);
|
||||
|
||||
int trainingSizeRemain = batch.n_rows;
|
||||
@@ -212,7 +145,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
while (trainingSizeRemain && !shouldAbort)
|
||||
{
|
||||
int miniBatchSizeActual = std::min(m_params.miniBatchSize, trainingSizeRemain);
|
||||
arma::mat miniBatch = batch.rows(batchRowIndex, batchRowIndex+miniBatchSizeActual-1);
|
||||
arma::mat miniBatch_v = batch.rows(batchRowIndex, batchRowIndex+miniBatchSizeActual-1);
|
||||
trainingSizeRemain -= miniBatchSizeActual;
|
||||
batchRowIndex += miniBatchSizeActual;
|
||||
int scaler = std::min(m_params.miniBatchSize, (int)batch.n_rows);
|
||||
@@ -224,8 +157,9 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
arma::mat v_probs(miniBatchSizeActual, m_bv.n_cols);
|
||||
arma::mat hid_states(miniBatchSizeActual, m_bhv.n_cols);
|
||||
#endif
|
||||
arma::mat c_states(arma::zeros(miniBatchSizeActual, m_ctx.n_cols));
|
||||
arma::mat miniBatch(arma::join_rows(miniBatch_v, c_states));
|
||||
arma::mat v_states(miniBatch);
|
||||
arma::mat c_states(arma::zeros(miniBatchSizeActual, m_bc.n_cols));
|
||||
|
||||
// Create hidden layer base on training data
|
||||
if (m_params.doSampleBatch)
|
||||
@@ -253,7 +187,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
grad_bias_v = sum(v_states, 0);
|
||||
grad_bias_hv = sum(hid_states, 0);
|
||||
|
||||
for (int gibbs_hv=0; gibbs_hv < m_params.numGibbs; gibbs_hv++)
|
||||
for (int i=0; i < m_params.numGibbs; i++)
|
||||
{
|
||||
// Create visible reconstruction (a fantasy...) given hid
|
||||
if (m_params.gibbsDoSampleHidden)
|
||||
@@ -283,14 +217,13 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
grad_bias_v -= sum(v_probs, 0);
|
||||
grad_bias_hv -= sum(h_probs, 0);
|
||||
#else
|
||||
if (m_bc.n_cols == 0)
|
||||
if (m_ctx.n_cols == 0)
|
||||
{
|
||||
weightUpdate_hv(v_states, grad_weight_hv, grad_bias_hv, grad_bias_v);
|
||||
weightUpdate(v_states, grad_weight_hv, grad_bias_hv, grad_bias_v);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
weightUpdate_hv(v_states, grad_weight_hv, grad_bias_hv, grad_bias_v);
|
||||
weightUpdate_hc(c_states, grad_weight_hc, grad_bias_hc, grad_bias_c);
|
||||
weightUpdate(v_states, grad_weight_hv, grad_bias_hv, grad_bias_v);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
@@ -300,17 +233,11 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
status.L2 = accu(m_whv % m_whv);
|
||||
momentum_bias_v = m_params.momentum*momentum_bias_v + grad_bias_v;
|
||||
momentum_bias_hv = m_params.momentum*momentum_bias_hv + grad_bias_hv;
|
||||
momentum_bias_c = m_params.momentum*momentum_bias_c + grad_bias_c;
|
||||
momentum_bias_hc = m_params.momentum*momentum_bias_hc + grad_bias_hc;
|
||||
momentum_whv = m_params.momentum*momentum_whv + grad_weight_hv - status.L2*penalty_weights;
|
||||
momentum_whc = m_params.momentum*momentum_whc + grad_weight_hc;
|
||||
|
||||
m_bv += learning_rate*momentum_bias_v;
|
||||
m_bc += learning_rate*momentum_bias_c;
|
||||
m_bhv += learning_rate*momentum_bias_hv;
|
||||
m_bhc += learning_rate*momentum_bias_hc;
|
||||
m_whv += learning_rate*momentum_whv;
|
||||
m_whc += learning_rate*momentum_whc;
|
||||
|
||||
progress += dProgress*miniBatchSizeActual;
|
||||
status.progress = (int)(progress + 0.5);
|
||||
@@ -337,6 +264,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
|
||||
} // number of mini batches
|
||||
|
||||
#if FIXED_BATCH
|
||||
arma::mat diffErr = batch - prob(h_to_v(prob(v_to_h(batch))));
|
||||
arma::mat diffErr_squared = diffErr % diffErr;
|
||||
status.err_total = accu(diffErr_squared)/diffErr_squared.n_elem;
|
||||
@@ -345,6 +273,7 @@ void Rbm::train(const arma::mat& batch, IListener* pListener)
|
||||
{
|
||||
pListener->onProgress(this, status);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat Rbm::prob(const arma::mat &src)
|
||||
@@ -377,16 +306,6 @@ arma::mat Rbm::h_to_v(const arma::mat &hidden) const
|
||||
return hidden * m_whv.t() + arma::repmat(m_bv, hidden.n_rows, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat Rbm::c_to_h(const arma::mat &context) const
|
||||
{
|
||||
return context * m_whc + arma::repmat(m_bhc, context.n_rows, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat Rbm::h_to_c(const arma::mat &hidden) const
|
||||
{
|
||||
return hidden * m_whc.t() + arma::repmat(m_bc, hidden.n_rows, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat Rbm::normalize(const arma::mat& src)
|
||||
{
|
||||
double mean = arma::accu(src)/src.n_elem;
|
||||
@@ -414,7 +333,7 @@ void Rbm::uniform(arma::mat& srcDst, double stdDev, double mu)
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
const arma::mat& Rbm::w() const
|
||||
const arma::mat& Rbm::whv() const
|
||||
{
|
||||
return m_whv;
|
||||
}
|
||||
|
||||
+23
-14
@@ -119,10 +119,14 @@ public:
|
||||
virtual ~Rbm();
|
||||
|
||||
void weightsInit(double stddev, double mu=0.0);
|
||||
void weightsAssign(const arma::mat &w)
|
||||
{
|
||||
m_whv.submat(0, 0, w.n_rows-1, w.n_cols-1) = w;
|
||||
}
|
||||
void train(arma::mat const &batch, IListener *pListener=nullptr);
|
||||
|
||||
static arma::mat normalize(const arma::mat &hidden);
|
||||
const arma::mat& w() const;
|
||||
const arma::mat& whv() const;
|
||||
const arma::mat& bv() const;
|
||||
const arma::mat& bh() const;
|
||||
|
||||
@@ -134,30 +138,35 @@ public:
|
||||
return m_params;
|
||||
}
|
||||
static arma::mat prob(arma::mat const &src);
|
||||
arma::mat v_to_h(const arma::mat &visible) const;
|
||||
arma::mat h_to_v(const arma::mat &hidden) const;
|
||||
arma::mat c_to_h(const arma::mat &context) const;
|
||||
arma::mat h_to_c(const arma::mat &hidden) const;
|
||||
|
||||
|
||||
arma::mat toHiddenProbs(const arma::mat &visible) const
|
||||
{
|
||||
return Rbm::prob(v_to_h(arma::join_rows(visible, m_ctx)));
|
||||
}
|
||||
|
||||
arma::mat toVisibleProbs(const arma::mat &hidden) const
|
||||
{
|
||||
return arma::reshape(Rbm::prob(h_to_v(hidden)), 1, m_bv.n_cols-m_bhv.n_cols);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private:
|
||||
Params m_params;
|
||||
arma::mat v_to_h(const arma::mat &visible) const;
|
||||
arma::mat h_to_v(const arma::mat &hidden) const;
|
||||
arma::mat sample(arma::mat const &src);
|
||||
void weightUpdate_hv(arma::mat const &v_states, arma::mat &dwhv, arma::mat &dbhv, arma::mat &dbv);
|
||||
void weightUpdate_hc(arma::mat const &c_states, arma::mat &dwhc, arma::mat &dbhc, arma::mat &dbc);
|
||||
void weightUpdate(arma::mat const &v_states, arma::mat &dwhv, arma::mat &dbhv, arma::mat &dbv);
|
||||
void uniform(arma::mat &srcDst, double stdDev=1.0, double mu=0.5);
|
||||
void gibbs_hv(arma::mat &hv_states, arma::mat &v_states);
|
||||
void gibbs_hc(arma::mat &hc_states, arma::mat &c_states);
|
||||
void gibbs(arma::mat &hv_states, arma::mat &v_states);
|
||||
|
||||
protected:
|
||||
arma::mat m_whv;
|
||||
arma::mat m_whc;
|
||||
arma::mat m_bhv;
|
||||
arma::mat m_bhc;
|
||||
arma::mat m_bv;
|
||||
arma::mat m_bc;
|
||||
arma::mat m_ctx;
|
||||
|
||||
private:
|
||||
noise_gen_t m_noise;
|
||||
arma::mat m_whv;
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
#endif /* RBM_HPP */
|
||||
|
||||
@@ -311,7 +311,7 @@ arma::mat RbmComponent::getConvolutedWeight(arma::mat const &w)
|
||||
}
|
||||
void RbmComponent::redrawWeights()
|
||||
{
|
||||
DrawWeights->getData() = getConvolutedWeight(w().col(m_currWeightIndexToDraw));
|
||||
DrawWeights->getData() = getConvolutedWeight(whv().col(m_currWeightIndexToDraw));
|
||||
DrawWeights->DrawData();
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
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