大家好,今天要講的內容是,使用Python/ target=_blank class=infotextkey>Python,繪制美觀的神經網絡。
在這篇文章中,會討論如何使用python中?.NETworkx庫,繪制美觀且標準的神經網絡。
具體來說,會根據指定的層和節點數量,繪制不同結構的神經網絡。
networkx庫可以用來創建和操作圖類型的數據結構,其中包括無向圖、有向圖、帶權圖等等。
神經網絡可以看做是一種圖數據結構,因此可以使用networkx庫創建,并進行可視化的操作。
1.繪制一個2層網絡
來看下面這個例子:
我們希望畫出一個2層網絡,輸入層有2個節點,輸出層有3個節點。前面一層的節點會向后面一層的節點,連接一條邊。
代碼如下:
首先,需提前安裝好networkx庫,然后在代碼中導入networkx和matplotlib。然后使用DiGraph創建一個有向圖G。
我們要繪制的網絡,包括了5個節點,第1層的節點編號為1、2,第2層的是3、4、5,我們使用add_edge,從1向3、4、5,從2向3、4、5,連接一條邊。
為了讓繪制的圖像看起來像一個神經網絡,我們需要為這5個節點設置坐標。創建字典pos,字典的key是節點的名稱,字典的value,是節點所在位置。
例如,我們希望1號和2號節點在一列,3、4、5在一列,因此設置1和2的x坐標為0,3、4、5的x坐標為1。
另外,我們希望同一組中的節點,可以均勻的分布在同一列上,所以我們將1和2的y坐標,設置為0.25與0.75,3、4、5的y坐標設置為0.2、0.5和0.8。
按照這樣的方式,設置神經網絡節點的擺放位置,再將它們畫在畫板上,就可以展現美觀的神經網絡了。
最后使用nx.draw函數進行繪制。其中G是要繪制的圖,pos是圖中節點的坐標,with_labels = True,代表繪制節點的名稱。
node_color和edgecolor是節點和邊的顏色。linewidths和width是節點和邊的粗細。node_size是節點的大小。運行程序,就得到了一個2層神經網絡。
2.根據參數,繪制神經網絡
接著,我們實現一個更加通用的繪制神經網絡函數:
設置函數draw_network_digraph,它可以根據傳入的輸入層、隱藏層、輸出層的神經元數量,繪制對應的神經網絡。
在函數中,首先創建一個圖G。然后使用循環連接,輸入層和隱藏層之間的邊,隱藏層和輸出層之間的邊。
接著計算每個節點的坐標pos:
在計算時,三層節點的橫坐標x,直接設置為0、1、2就可以了。
節點的縱坐標,需要分別設置為i - input_num / 2、i - hidden_num / 2、i - output_num / 2。
這樣做的目的是,根據每一層的節點數量,將節點從中間,向兩邊分布。
例如,第1層有3個節點,橫坐標是0,縱坐標是-1.5、-0.5和0.5。
最后調用nx.draw,繪制神經網絡。在mAIn函數中,我們可以多嘗試幾組參數,繪制不同結構的神經網絡。
那么到這里,使用python,繪制美觀的神經網絡就講完了,感謝大家的觀看,我們下節課再會。