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编程问答

3层，5层，7层，9层网络性能比较-0-2

發(fā)布時間：2025/4/5 编程问答 36 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 3层，5层，7层，9层网络性能比较-0-2 小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

制作4個網(wǎng)絡(luò)，分別是3層，5層，7層，9層在迭代終止標(biāo)準(zhǔn)相同的前提下統(tǒng)計分類準(zhǔn)確率比較增加網(wǎng)絡(luò)層數(shù)是否一定可以改善網(wǎng)絡(luò)性能？

3層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是

(mnist 0 ,mnist 2)81-30-2-(1,0) || (0,1)

分類mnist的0和2，將28*28的圖片壓縮到9*9，三層網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量分別是81，30，2。讓0向（1，0）收斂，讓2向（0，1）收斂，網(wǎng)絡(luò)的迭代停止的標(biāo)準(zhǔn)是

|輸出函數(shù)-目標(biāo)函數(shù)|<δ

讓δ=0.5到1e-6的34個值，每個δ重復(fù)收斂199次，統(tǒng)計迭代次數(shù)平均值，分類準(zhǔn)確率平均值，分類準(zhǔn)確率最大值，迭代時間平均值。

與之對應(yīng)的5層，7層，9層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是

(mnist 0 ,mnist 2)81-30-49-30-2-(1,0) || (0,1)

(mnist 0 ,mnist 2)81-30-49-30-49-30-2-(1,0) || (0,1)

(mnist 0 ,mnist 2)81-30-49-30-49-30-49-30-2-(1,0) || (0,1)

首先比較平均準(zhǔn)確率

?	9	7	5	3
δ	平均準(zhǔn)確率p-ave	平均準(zhǔn)確率p-ave	平均準(zhǔn)確率p-ave	平均準(zhǔn)確率p-ave
0.5	0.504318	0.499258	0.5048	0.527528
0.4	0.628378	0.65161	0.650711	0.559235
0.3	0.717866	0.751404	0.781075	0.685667
0.2	0.768787	0.798975	0.841833	0.797262
0.1	0.822365	0.855835	0.90255	0.911606
0.01	0.885606	0.914883	0.940618	0.960129
0.001	0.964507	0.968176	0.962292	0.975169
9.00E-04	0.958186	0.964025	0.962399	0.975409
8.00E-04	0.957866	0.966742	0.962297	0.976148
7.00E-04	0.959747	0.965081	0.964744	0.976238
6.00E-04	0.961562	0.967584	0.96621	0.976875
5.00E-04	0.96402	0.970022	0.966013	0.977357
4.00E-04	0.964397	0.970069	0.967576	0.977389
3.00E-04	0.974038	0.972639	0.96951	0.979382
2.00E-04	0.976892	0.976308	0.973973	0.97974
1.00E-04	0.981266	0.979532	0.979585	0.981728
9.00E-05	0.98216	0.98187	0.979785	0.981758
8.00E-05	0.983049	0.980691	0.980499	0.982055
7.00E-05	0.98484	0.980884	0.982065	0.982707
6.00E-05	0.985354	0.980816	0.981708	0.982557
5.00E-05	0.985219	0.981823	0.982092	0.982902
4.00E-05	0.984175	0.9817	0.982372	0.983454
3.00E-05	0.986453	0.982784	0.98149	0.983354
2.00E-05	0.987093	0.986064	0.983061	0.983821
1.00E-05	0.991136	0.990072	0.983126	0.983631
9.00E-06	0.990132	0.990562	0.983663	0.983736
8.00E-06	0.990996	0.990649	0.98411	0.984148
7.00E-06	0.991066	0.991853	0.98446	0.983961
6.00E-06	0.991611	0.991803	0.985444	0.9844
5.00E-06	0.992417	0.99206	0.985239	0.984138
4.00E-06	0.989972	0.9923	0.985756	0.984478
3.00E-06	0.992362	0.992355	0.985749	0.9849
2.00E-06	0.992375	0.992392	0.988336	0.98498
1.00E-06	0.992412	0.99231	0.98973	0.985886

這4組數(shù)據(jù)還是比較清晰的體現(xiàn)了在迭代停止標(biāo)準(zhǔn)相同的前提下網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)越多網(wǎng)絡(luò)的平均準(zhǔn)確率越大

9>7>5>3

再比較最大性能

?	9	7	5	3
δ	最大值p-max	最大值p-max	最大值p-max	最大值p-max
0.5	0.76839	0.717197	0.880716	0.804672
0.4	0.946322	0.935388	0.928926	0.818588
0.3	0.949304	0.95825	0.951789	0.917992
0.2	0.960239	0.959245	0.959742	0.963718
0.1	0.964712	0.966203	0.965209	0.968688
0.01	0.979622	0.976143	0.977634	0.977634
0.001	0.989066	0.987575	0.985586	0.982604
9.00E-04	0.988569	0.988072	0.987078	0.983101
8.00E-04	0.989066	0.989563	0.99006	0.983101
7.00E-04	0.99006	0.988569	0.988569	0.985586
6.00E-04	0.990557	0.989066	0.989563	0.986581
5.00E-04	0.99006	0.988569	0.988072	0.986581
4.00E-04	0.991054	0.990557	0.988072	0.985089
3.00E-04	0.992545	0.991054	0.989066	0.986083
2.00E-04	0.99503	0.992048	0.99006	0.985089
1.00E-04	0.99503	0.994036	0.992545	0.987078
9.00E-05	0.994533	0.994533	0.991054	0.987078
8.00E-05	0.994533	0.993539	0.992048	0.987575
7.00E-05	0.995527	0.994036	0.992545	0.988072
6.00E-05	0.994533	0.994036	0.992048	0.987575
5.00E-05	0.995527	0.994036	0.993042	0.988072
4.00E-05	0.995527	0.994036	0.992545	0.988072
3.00E-05	0.995527	0.994533	0.993042	0.988569
2.00E-05	0.99503	0.995527	0.994036	0.987575
1.00E-05	0.994533	0.99503	0.994533	0.988569
9.00E-06	0.99503	0.99503	0.994533	0.989066
8.00E-06	0.99503	0.994533	0.994036	0.988569
7.00E-06	0.995527	0.995527	0.994036	0.988072
6.00E-06	0.994533	0.99503	0.994533	0.989066
5.00E-06	0.99503	0.99503	0.994036	0.988072
4.00E-06	0.99503	0.994533	0.994533	0.989563
3.00E-06	0.994533	0.995527	0.994036	0.989066
2.00E-06	0.995527	0.995527	0.994533	0.988569
1.00E-06	0.995527	0.994533	0.995527	0.99006

這組數(shù)據(jù)再次清晰的體現(xiàn)了隨著網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的增加網(wǎng)絡(luò)的性能隨之增加，特別是網(wǎng)絡(luò)由3層加至5層以后性能提升非常明顯。但7層和9層的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)δ比較小的時候曲線已經(jīng)高度重合，表明7層或9層的網(wǎng)絡(luò)在δ比較小的區(qū)間的性能差異已經(jīng)很難體現(xiàn)。

9>7>5>3

比較迭代次數(shù)

?	9	7	5	3
δ	迭代次數(shù)n	迭代次數(shù)n	迭代次數(shù)n	迭代次數(shù)n
0.5	8.291457	7.628141	5.728643	4.824121
0.4	334.3869	136.5377	47.92965	10.60302
0.3	445.608	223.8141	105.6432	32.92462
0.2	500.1307	275.8442	155.2563	68.78894
0.1	612.9146	369.5226	248.9497	155.2965
0.01	1085.503	754.2462	596.3015	492.8593
0.001	9882.784	8027.377	2793.01	1295.281
9.00E-04	10881.03	8691.206	2924.266	1368.503
8.00E-04	11977.38	9745.246	3438.271	1426.709
7.00E-04	14072.29	10714.58	4023.141	1494.201
6.00E-04	16406.42	12371.1	4890.673	1667.829
5.00E-04	20385.63	15137.29	5992.065	1749.307
4.00E-04	24298.51	17785.58	7844.638	1875.171
3.00E-04	32696.08	22253.22	11235.22	2184.286
2.00E-04	44724.82	31035.44	15313.87	2582.925
1.00E-04	89078.6	56299.69	25407.06	3498.412
9.00E-05	95407.9	63010.57	27220.85	3645.025
8.00E-05	104874.4	68325.11	29562.66	3840.156
7.00E-05	116214.4	78167.16	32122.32	4077.126
6.00E-05	131232.3	89236.13	34942.84	4212.678
5.00E-05	149461.3	102580.9	39240.9	4589.568
4.00E-05	166924.9	117010.6	42965.2	5167.663
3.00E-05	204507.9	149188.4	52871.19	5821.111
2.00E-05	274629	212703	64717.94	6976.513
1.00E-05	439076.3	360851.1	90076	9615.879
9.00E-06	473836.4	386946.7	91610.54	9692.05
8.00E-06	514704.1	429464.9	99462.98	10012.85
7.00E-06	550991.1	455372.7	105727.8	10419.32
6.00E-06	616058.6	535610.7	110838.9	11089.11
5.00E-06	742561	608267.8	118164.4	12141.85
4.00E-06	892665.6	729212.1	138541.7	12888.37
3.00E-06	1155870	930735.7	155032.7	13944.59
2.00E-06	1.69E+06	1390712	189751.4	16152.7
1.00E-06	3.35E+06	2727215	318306.6	20551.51

隨著網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的增加迭代次數(shù)大比例的增加，比較當(dāng)δ=1e-6時的數(shù)據(jù)

?	9	7	5	3
δ	迭代次數(shù)n	迭代次數(shù)n	迭代次數(shù)n	迭代次數(shù)n
1.00E-06	3.35E+06	2727215	318306.6	20551.51
?	?	?	?	?
?	1.228442	8.567887	15.48824	?

對比數(shù)據(jù)n9/n7=1.22,n7/n5=8.56,n5/n3=15.48

可以明顯觀察到隨著層數(shù)的增加迭代次數(shù)是增加的，但隨著層數(shù)的增加迭代次數(shù)增加的速度是減慢的。

9>7>5>3

最后比較收斂時間

?	9	7	5	3
δ	耗時 min/199	耗時 min/199	耗時 min/199	耗時 min/199
0.5	0.409583	0.297767	0.191367	0.0586
0.4	0.547117	0.333867	0.192717	0.05605
0.3	0.592417	0.3599	0.203	0.057967
0.2	0.6182	0.375717	0.219817	0.0597
0.1	0.664517	0.404467	0.23055	0.063883
0.01	0.865933	0.52845	0.299283	0.084767
0.001	4.660217	2.794767	0.72315	0.134933
9.00E-04	5.107717	3.0043	0.748283	0.136217
8.00E-04	5.547917	3.32935	0.849567	0.140483
7.00E-04	6.4496	3.633417	0.961167	0.144367
6.00E-04	7.462333	4.14635	1.127583	0.154583
5.00E-04	9.166217	5.0117	1.344267	0.158483
4.00E-04	10.83363	5.847867	1.699267	0.166983
3.00E-04	14.45065	7.23295	2.354367	0.186433
2.00E-04	18.27553	9.96255	3.1458	0.209817
1.00E-04	38.97403	17.8287	5.095617	0.279333
9.00E-05	40.24977	19.8958	5.439967	0.27905
8.00E-05	44.66172	20.44067	5.888667	0.2912
7.00E-05	50.07025	25.11477	6.383417	0.307417
6.00E-05	56.32692	28.81148	6.927333	0.311583
5.00E-05	64.26778	33.43728	7.758767	0.3372
4.00E-05	71.88765	35.4373	8.501183	0.37535
3.00E-05	87.45185	46.21853	9.577633	0.415583
2.00E-05	117.4416	66.7971	13.08162	0.481717
1.00E-05	188.3502	111.3974	18.13227	0.642817
9.00E-06	205.6579	119.7637	18.41502	0.646617
8.00E-06	221.6506	133.2785	19.11077	0.6669
7.00E-06	236.5716	139.6939	21.95412	0.688267
6.00E-06	267.6226	168.1909	20.1341	0.7378
5.00E-06	318.1124	188.6062	24.30287	0.796267
4.00E-06	381.6106	227.9598	27.94432	0.84375
3.00E-06	492.3802	290.9228	29.18535	0.9145
2.00E-06	724.5874	431.3575	37.93767	1.047
1.00E-06	1420.324	839.3905	62.56628	1.3132

這個規(guī)律也是無比明顯的，收斂時間隨著層數(shù)的增加而增加。

?	9	7	5	3
δ	耗時 min/199	耗時 min/199	耗時 min/199	耗時 min/199
1.00E-06	1420.324	839.3905	62.56628	1.3132
?	1.692089	13.41602	47.64414	?

當(dāng)δ=1e-6時t9/t7=1.69,t7/t5=13.41,t5/t3=47.64

9>7>5>3

總結(jié)這4個表格

平均準(zhǔn)確率，最大準(zhǔn)確率，迭代次數(shù)，收斂時間的順序都是

9>7>5>3

網(wǎng)絡(luò)層數(shù)越多網(wǎng)絡(luò)分類能力越強(qiáng)，需要的迭代次數(shù)越多，時間越長。

但是考慮到在δ比較小的區(qū)間7層和9層網(wǎng)絡(luò)的性能差異已經(jīng)不大，所以對于這道題一個比較經(jīng)濟(jì)的參數(shù)設(shè)置方案是用7層網(wǎng)絡(luò)，收斂標(biāo)準(zhǔn)δ=5e-6,或者設(shè)定迭代次數(shù)n=608267.預(yù)估收斂時間為56秒，68%的概率準(zhǔn)確率在99.011%-99.401%之間。有不小于0.5025%的概率拿到99.503%。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的3层，5层，7层，9层网络性能比较-0-2的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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