如何使用 TensorFlow 對 Auto MPG 資料集進行燃油效率預測?


TensorFlow 是 Google 提供的一個機器學習框架。它是一個開源框架,與 Python 結合使用,可以實現演算法、深度學習應用程式等等。它用於研究和生產目的。它具有最佳化技術,有助於快速執行復雜的數學運算。

這是因為它使用了 NumPy 和多維陣列。這些多維陣列也稱為“張量”。該框架支援使用深度神經網路。它具有高度可擴充套件性,並附帶許多流行的資料集。它使用 GPU 計算並自動管理資源。它附帶大量的機器學習庫,並且得到了良好的支援和文件記錄。該框架能夠執行深度神經網路模型、訓練它們以及建立預測各個資料集相關特徵的應用程式。

可以使用以下程式碼行在 Windows 上安裝“tensorflow”包:

pip install tensorflow

張量是 TensorFlow 中使用的一種資料結構。它有助於連線資料流圖中的邊。這個資料流圖被稱為“資料流圖”。張量只不過是多維陣列或列表。它們可以使用三個主要屬性來標識:

迴歸問題的目標是預測連續或離散變數的輸出,例如價格、機率、是否會下雨等等。

我們使用的資料集稱為“Auto MPG”資料集。它包含 1970 年代和 1980 年代汽車的燃油效率。它包括重量、馬力、排量等屬性。透過這些,我們需要預測特定車輛的燃油效率。

我們使用 Google Colaboratory 來執行以下程式碼。Google Colab 或 Colaboratory 幫助在瀏覽器上執行 Python 程式碼,無需任何配置,並可免費訪問 GPU(圖形處理單元)。Colaboratory 建立在 Jupyter Notebook 之上。

以下是程式碼片段:

示例

hrspwr = np.array(train_features['Horsepower'])
print("The data is being normalized")
hrspwr_normalizer = preprocessing.Normalization(input_shape=[1,])
hrspwr_normalizer.adapt(hrspwr)

hrspwr_model = tf.keras.Sequential([
   hrspwr_normalizer,
   layers.Dense(units=1)
])
print("The statistical data sample ")
hrspwr_model.summary()
print("The predicted output ")
hrspwr_model.predict(hrspwr[:7])
print("The model is being compiled : ")
hrspwr_model.compile(
   optimizer=tf.optimizers.Adam(learning_rate=0.1),
   loss='mean_absolute_error')

程式碼來源https://www.tensorflow.org/tutorials/keras/regression

輸出

解釋

  • 需要預測來自“馬力”的“MPG”值。

  • 透過定義模型的架構來訓練 Keras 模型。

  • 此處定義的模型是“順序”模型。它表示一系列步驟。

  • 首先,對“馬力”輸入進行歸一化。

  • 應用線性變換 (y= mx + b),它將藉助密集層“layers.Dense”產生輸出。

  • 建立“馬力”歸一化層。

更新於:2021年1月20日

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