Costruire un autoencoder

Gli autoencoder hanno diverse applicazioni interessanti, come il rilevamento di anomalie o la rimozione del rumore nelle immagini. L'obiettivo è produrre un output identico all'input. L'input viene compresso in uno spazio a dimensionalità inferiore, codificato. Il modello impara poi a decodificarlo per riportarlo alla sua forma originale.

Coderai e decodificherai il dataset MNIST di cifre scritte a mano: il livello nascosto codificherà una rappresentazione a 32 dimensioni dell'immagine, che in origine è composta da 784 pixel (28 x 28). In sostanza, l'autoencoder imparerà a trasformare l'immagine originale da 784 pixel in un'immagine compressa da 32 unità e a usare quella rappresentazione codificata per ricostruire l'immagine originale da 784 pixel.

Il modello Sequential e i livelli Dense sono pronti per essere usati.

Costruiamo un autoencoder!

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Istruzioni dell'esercizio

Crea un modello Sequential.
Aggiungi un livello denso con un numero di neuroni pari alle dimensioni dell'immagine codificata e input_shape uguale al numero di pixel dell'immagine originale.
Aggiungi un livello finale con un numero di neuroni pari ai pixel dell'immagine di input.
Compila il tuo autoencoder usando adadelta come ottimizzatore e binary_crossentropy come funzione di perdita, poi stampane il riepilogo.

esercizio interattivo pratico

Prova questo esercizio completando questo codice di esempio.

# Start with a sequential model
autoencoder = ____

# Add a dense layer with input the original image pixels and neurons the encoded representation
autoencoder.add(____(____, input_shape=(____, ), activation="relu"))

# Add an output layer with as many neurons as the orginal image pixels
autoencoder.add(____(____, activation = "sigmoid"))

# Compile your model with adadelta
autoencoder.compile(optimizer = ____, loss = ____)

# Summarize your model structure
____

Modifica ed esegui il codice

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IntermediárioNível de habilidade

4.8+

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In questo primo capitolo farai conoscenza con le reti neurali, capirai quali tipi di problemi possono risolvere e quando usarle. Costruirai anche diverse reti e salverai la Terra addestrando un modello di regressione che approssima l'orbita di un meteorite in avvicinamento!

Exercise 1: Che cos'è Keras?Exercise 2: Descrivere Keras Exercise 3: Useresti il deep learning?Exercise 4: Il tuo primo neural network Exercise 5: Ciao, reti!Exercise 6: Contare i parametri Exercise 7: Costruisci come mostrato!Exercise 8: Sopravvivere a un impatto meteorico Exercise 9: Definire un modello Exercise 10: Addestramento Exercise 11: Prevedere l'orbita!

Alla fine di questo capitolo saprai come risolvere con le reti neurali problemi binari, multiclasse e multilabel. Lo farai affrontando sfide come individuare banconote false, decidere chi ha lanciato quale freccetta su un bersaglio e costruire un sistema intelligente per irrigare la tua fattoria. Inoltre, saprai tracciare le metriche di addestramento del modello e interrompere l'addestramento salvando i modelli quando non migliorano più.

Exercise 1: Classificazione binaria Exercise 2: Esplorare le banconote in dollari Exercise 3: Un modello di classificazione binaria Exercise 4: Questa banconota è falsa?Exercise 5: Classificazione multiclasse Exercise 6: Un modello multiclasse Exercise 7: Prepara il tuo insieme di dati Exercise 8: Allenare i lanciatori di freccette Exercise 9: Predizioni softmax Exercise 10: Classificazione multi-etichetta Exercise 11: Una macchina per l'irrigazione Exercise 12: Addestramento con etichette multiple Exercise 13: Callback di Keras Exercise 14: La callback di history Exercise 15: Early stopping del tuo modello Exercise 16: Una combinazione di callback

Nei capitoli precedenti hai addestrato molti modelli! Ora imparerai a interpretare le curve di apprendimento per capire come si comportano durante l'addestramento. Visualizzerai anche gli effetti delle funzioni di attivazione, delle dimensioni dei batch e della batch normalization. Infine, imparerai a eseguire l'ottimizzazione automatica degli iperparametri dei modelli Keras usando sklearn.

Exercise 1: Curve di apprendimento Exercise 2: Imparare le cifre Exercise 3: Il modello sta facendo overfitting?Exercise 4: Ci servono più dati?Exercise 5: Funzioni di attivazione Exercise 6: Funzioni di attivazione diverse Exercise 7: Confrontare le funzioni di attivazione Exercise 8: Confrontare le funzioni di attivazione II Exercise 9: Dimensione del batch e batch normalization Exercise 10: Modificare le dimensioni del batch Exercise 11: Batch normalization su un modello già visto Exercise 12: Effetti della batch normalization Exercise 13: Ottimizzazione degli iperparametri Exercise 14: Preparare un modello per il tuning Exercise 15: Ottimizzare i parametri del modello Exercise 16: Addestramento con cross-validation

È il momento di conoscere architetture più avanzate! Creerai un autoencoder per ricostruire immagini rumorose, visualizzerai le attivazioni di una convolutional neural network, userai modelli profondi pre-addestrati per classificare immagini e approfondirai le recurrent neural network e il lavoro con il testo costruendo una rete che predice la parola successiva in una frase.

Exercise 1: Tensori, layer e autoencoder Exercise 2: È un flusso di tensori Exercise 3: Separazione neurale Exercise 4: Costruire un autoencoder

Esercizio attuale

Exercise 5: Rimuovere il rumore come un autoencoder Exercise 6: Introduzione alle CNN Exercise 7: Costruire un modello CNN Exercise 8: Osservare le convoluzioni Exercise 9: Preparare l'immagine di input Exercise 10: Usare un modello reale Exercise 11: Introduzione alle LSTM Exercise 12: Previsione di testo con le LSTM Exercise 13: Costruisci il tuo modello LSTM Exercise 14: Decodifica le tue previsioni Exercise 15: Metti alla prova il tuo modello!Exercise 16: Hai finito!