Tensors, lagen en auto-encoders

Introductie tot Deep Learning met Keras

Miguel Esteban

Data Scientist & Founder

Keras-lagen benaderen

# Acessing the first layer of a Keras model
first_layer = model.layers[0]

# Printing the layer, and its input, output and weights print(first_layer.input) print(first_layer.output) print(first_layer.weights)
<tf.Tensor 'dense_1_input:0' shape=(?, 3) dtype=float32>
<tf.Tensor 'dense_1/Relu:0' shape=(?, 2) dtype=float32>
[<tf.Variable 'dense_1/kernel:0' shape=(3, 2) dtype=float32_ref>,
 <tf.Variable 'dense_1/bias:0' shape=(2,) dtype=float32_ref>]
Introductie tot Deep Learning met Keras

Wat zijn tensors?

# Defining a rank 2 tensor (2 dimensions)
T2 = [[1,2,3],
      [4,5,6],
      [7,8,9]]

# Defining a rank 3 tensor (3 dimensions) T3 = [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9], [10,11,12], [13,14,15], [16,17,18], [19,20,21], [22,23,24], [25,26,27]]
Introductie tot Deep Learning met Keras
# Import Keras backend
import tensorflow.keras.backend as K

# Get the input and output tensors of a model layer inp = model.layers[0].input out = model.layers[0].output
# Function that maps layer inputs to outputs inp_to_out = K.function([inp], [out])
# We pass and input and get the output we'd get in that first layer print(inp_to_out([X_train])
# Outputs of the first layer per sample in X_train
[array([[0.7, 0],...,[0.1, 0.3]])]
Introductie tot Deep Learning met Keras

Introductie tot Deep Learning met Keras

Auto-encoders!

Introductie tot Deep Learning met Keras

Auto-encoders!

Introductie tot Deep Learning met Keras

Use cases voor auto-encoders

  • Dimensiereductie:
    • Compacte representatie van inputs.
  • Denoising:
    • Getraind op schone data filtert ruis bij reconstructie.
  • Anomaliedetectie:
    • Slechte reconstructie bij onbekende inputs.
  • ...

Introductie tot Deep Learning met Keras

Een eenvoudige auto-encoder bouwen

# Instantiate a sequential model
autoencoder = Sequential()

# Add a hidden layer of 4 neurons and an input layer of 100 autoencoder.add(Dense(4, input_shape=(100,), activation='relu'))
# Add an output layer of 100 neurons autoencoder.add(Dense(100, activation='sigmoid'))
# Compile your model with the appropiate loss autoencoder.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy')
Introductie tot Deep Learning met Keras

Opsplitsen in een encoder

# Building a separate model to encode inputs
encoder = Sequential()
encoder.add(autoencoder.layers[0])

# Predicting returns the four hidden layer neuron outputs encoder.predict(X_test)
# Four numbers for each observation in X_test
array([10.0234375, 5.833543, 18.90444, 9.20348],...)
Introductie tot Deep Learning met Keras

Laten we experimenteren!

Introductie tot Deep Learning met Keras

Preparing Video For Download...