事件序列、循环神经网络、PyBrain答案

【问题标题】：Event Sequences, Recurrent Neural Networks, PyBrain事件序列、循环神经网络、PyBrain
【发布时间】：2012-09-23 05:56:42
【问题描述】：

我正在尝试使用循环神经网络预测销售需求。这里

https://stackoverflow.com/a/2525149/423805

有人提到 PyBrain 中通过示例代码支持序列。尽管数据不完全是类别，但我在此示例中对它们进行了建模。数据在这里

6 6 6 6 2 6 2 6 2 2 6 2 6 6 2 6 2 4 4 4 5 6 6 1 2 2 6 6 6 2 6 2 6 6 2 6 2 2 6 2 1 2 2 6 6 6 2 1 2 6 2 6 6 2 2 6 2 2 2 6 2 6 2 2 2 2 2 6 2 2 6 6 6 6 1 2 2 6 2 2 2 2 6 2 2 2 2 3 3 2 3 2 6 6 6 6 2 6 2 6 6 2 6 2 6 6 2 6 6 2 2 3 4 3 3 1 3 1 2 1 6 1 6 6 1 6 6 2 6 2 6 2 2 2 6 6 1 6 2 6 1 2 1 6 2 6 2 2 2 2 6 6 1 6 6 2 2 6 2 2 2 3 4 4 4 6 4 6 1 6 6 1 6 6 6 6 1 6 2 2 2 6 6 6 6 2 6 6 2 2 6 2 6 2 2 2 6 2 2 2 6 6 6 6 3 2 2 6 2 2 2 2 2 2 6 2 6 2 2 2 6 2 2 6 6 2 6 6 6 2 2 2 3 3 3 4 1 6 6 1 6 6 1 6 1 6 6 6 6 1 6 6 6 2 1 2 2 2 2 2 2 3 6 6 6 6 6 2 6
1 6 6 1 6 1 1 1 1 1 1 6 6 6 1 2 1 6 6 1 1 1 6 6 2 1 6 6 1 1 1 6 1 2 1 6 2 2 2 2 2 6 1 6 6 1 2 1 6 6 6 1 1 1 6 6 1 1 1 1 6 1 1 2 1 6 1 6 1 1 6 2 6 2 6 6 6 3 6 6 1 6 6 2 2 2 3 2 2 6 6 6 1 1 6 2 6 6 2 6 2 6 6 1 3 6 6 1 1 1 2 2 3 2 2 6 2 2 2 1 6 1 6 1 1 6 2 1 1 1 2 2 1 6 1 1 1 1 2 6 1 1 1 1 6 1 6 1 2 1 6 1 6 6 1 6 1 2 2 2 2 3 3 2 2 2 6 6 6 6 2 1 1 6 1 1 1 6 1 6 1 6 1 6 1 1 6 6 2 1 1 6 6 1 1 2 6 2 6 6 6 1 2 6 1 6 1 1 1 1 6 1 6 1 1 6 6 1 6 6 1 6 1 6 6 1 1 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 1 6 6 6 1 6 6 1 6 6 1 1 6 1 3 3 3 5 1 6 6 6 6 6 6 6 6
6 6 6 6 6 6 6 2 6 6 6 6 6 6 6 2 6 6 6 6 2 6 6 6 2 2 6 6 6 6 6 6 6 1 6 2 6 6 6 6 6 6 6 6 2 6 6 1 2 6 1 6 6 1 6 2 6 6 6 6 6 6 6 2 6 6 6 2 6 6 1 6 6 6 6 6 6 6 3 3 6 3 2 1 2 2 1 6 6 1 6 1 6 6 6 6 6 6 1 6 6 6 1 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 6 6 6 6 6 6 6 6 2 2 6 6 2 6 1 2 6 6 6 2 6 6 2 6 6 2 6 1 6 2 6 2 1 2 6 6 2 2 6 2 6 2 2 6 2 6 6 6 2 2 2 6 6 2 6 6 2 2 6 1 2 1 2 6 6 2 2 6 6 1 2 2 1 6 2 6 2 2 1 1 5 6 3 6 1 6 6 1 2 2 6 1 6 2 6 6 1 6 2 6 2 6 6 6 1 6 1 6 6 2 2 2 1 2 3 6 1 6 1 6 1 6 1 6 6 6 1 1 6 6 6 6 6 1 6 6 6 1 6 1 1 6 6 6 6 6 6 6 6 1 6 6 1 6
6 2 2 2 2 3 3 4 4 4 5 4 3 3 6 2 6 6 6 3 4 4 3 3 3 3 3 2 6 6 3 4 4 4 4 3 4 2 6 2 2 6 2 2 6 6 3 4 5 4 4 6 3 6 6 6 2 6 2 6 6 2 2 6 4 4 5 4 3 4 3 4 4 6 2 6 6 2 2 6 2 6 6 2 6 6 2 6 6 2 6 2 6 3 5 5 5 4 4 4 3 6 2 6 6 2 6 2 6 2 2 6 2 6 6 2 6 4 4 4 4 4 4 6 3 6 6 2 6 2 6 2 6 2 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 5 5 4 5 3 3 3 6 2 6 6 2 2 6 2 2 2 2 6 2 3 2 2 3 6 3 2 2 3 4 4 4 4 5 5 4 4 6 6 2 6 2 6 2 2 2 2 2 2 2 5 5 4 4 5 5 2 6 2 6 6 2 6 2 6 2 2 3 3 4 4 5 4 4 4 3 4 3 6 2 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 4 4 4 4 5 4 4 4 3 2 2 2 6 2 2 2 6 2 6 2 6 2 2 2 2 2 3 2
6 2 2 2 2 3 3 4 4 4 5 4 3 3 6 2 6 6 2 3 4 4 3 4 4 3 3 2 2 6 3 4 4 4 4 3 4 2 3 2 2 6 3 3 6 6 3 4 5 4 5 3 3 2 6 6 2 6 2 6 6 2 2 6 4 4 4 4 4 4 5 4 4 6 2 6 6 2 2 6 2 6 6 2 6 6 2 6 6 2 6 2 6 3 4 4 4 4 4 4 4 6 2 6 6 2 6 2 6 6 6 6 2 6 2 2 6 4 4 4 4 4 4 6 3 3 6 2 2 2 6 2 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 6 4 5 5 5 5 2 4 6 6 2 6 6 2 2 6 2 2 2 2 6 2 3 2 2 3 6 3 2 2 3 4 4 4 4 5 5 4 3 3 6 2 6 2 2 2 6 3 2 2 2 2 5 5 4 4 4 4 3 6 2 6 6 2 6 2 6 2 2 3 3 4 4 5 4 4 4 4 4 3 6 2 6 2 2 2 6 2 2 2 2 2 2 2 3 4 4 4 4 5 4 4 4 3 2 2 2 6 6 6 2 6 2 6 2 6 2 2 2 2 2 2 2

每一行是一个单独的产品，列是这些产品的及时需求。我用了这段代码

from pybrain.tools.shortcuts import buildNetwork
from pybrain.supervised.trainers import BackpropTrainer
from pybrain.datasets import SequentialDataSet
from pybrain.structure import SigmoidLayer
from pybrain.structure import LSTMLayer

import itertools
import numpy as np

data = np.loadtxt("sales").T
print data

datain = data[:-1,:] 
dataout = data[1:,:] 

INPUTS = 5
OUTPUTS = 5
HIDDEN = 40

net = buildNetwork(INPUTS, HIDDEN, OUTPUTS, hiddenclass=LSTMLayer, outclass=SigmoidLayer, recurrent=True) 

ds = SequentialDataSet(INPUTS, OUTPUTS)

for x,y in itertools.izip(datain,dataout):
    ds.newSequence()
    ds.appendLinked(tuple(x), tuple(y))

net.randomize()

trainer = BackpropTrainer(net, ds)

for _ in range(1000):
    print trainer.train()

错误徘徊在 245.xx 附近，小数点后的数字有所改善，但错误的整数部分并没有降低。看起来该方法有效吗？我只是想咨询 PyBrain / NN 专家，看看我没有做错什么。

更正：显然在从 PDF 文件复制时，数据已损坏。上面分享了正确的数据。我再说一遍，数据很糟糕。有了正确的数据，NN 代码（也共享）将从错误率 5.9807501187 开始，逐渐下降。对于可能造成的混乱，我深表歉意。

【问题讨论】：

你试过不同数量的隐藏节点吗？此外，1000 个训练集可能还不够。
是的，我尝试将数字一直增加到 200。结果相同。但我想你是对的，如果我等待的时间足够长，错误会下降到一个合理的数字。
有趣.. 10 个隐藏层节点实际上收敛得更快。仍然是小数点后的数字，但它是什么..
这是意料之中的。更多隐藏节点意味着更复杂。它可能能够学习更困难的东西，但肯定需要更长的时间。您可能需要大量增加训练集数才能看到错误下降得更多。
您测量的误差值是多少？即测试集有多大，它包含什么样的值？

标签： python machine-learning neural-network

【解决方案1】：

尝试在每次迭代中绘制训练误差。如果方法有效，那么它应该在每个步骤中进行。你也试过添加偏见吗？

buildNetwork(INPUTS, HIDDEN, OUTPUTS, hiddenclass=LSTMLayer, outclass=SigmoidLayer, recurrent=True, bias=True)

你从哪里得到错误？是教练报的吗？那么这是训练集上的错误，并且您会遭受高偏差。可能有帮助的事情：

运行更多迭代。
添加更多内部层或节点。
将正则化设置为较低的值，但我找不到在 pybrain 中指定正则化的方法。

【讨论】：