利用Graphviz画神经网络框架图
2019-05-14 23:34
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Python 画神经网络图
将其保存为
将其转化为png图片,如下所示:
好了,这样就画好了一个简单的神经网络模型图了,但是当你遇上结点较多的情况怎么办?
你可能会说,我又不傻,难道一个个在dot脚本上写上去?我可以用省略号代替啊!好的,那么来试试省略号代替的“伪大型神经网络”样子。
文章目录
前言
做了神经网络这么久,偶尔想画一下自己模型的架构图,但是又无从下手,因为网络一般都比较复杂,如果自己手动利用Visio画的画又比较麻烦,而我又比较懒,网上搜了一下Graphviz
画图工具,学了会便开始打算利用它来画模型结构图。
关于Graphviz的介绍,可以参考我的前两篇博客:
dot画神经网络图
简单神经网络
digraph G { rankdir=LR; splines=line; nodesep=.1; node [label=""]; subgraph cluster_0 { color=white; node [style=solid,color=green,shape=circle]; i; label = "Input Layer"; } subgraph cluster_1 { color=white; node [style=solid,color=blue, shape=circle]; h11, h12, h13, h14; label = "Hidden Layer 1"; } subgraph cluster_2 { color=white; node [style=solid,color=blue, shape=circle]; h21, h22; label = "Hidden Layer 2"; } subgraph cluster_3 { color=white; node [style=solid,color=red, shape=circle]; o; label="Output Layer"; } i -> h11 i -> h12 i -> h13 i -> h14 h11 -> h21 h11 -> h22 h12 -> h21 h12 -> h22 h13 -> h21 h13 -> h22 h14 -> h21 h14 -> h22 h21 -> o h22 -> o }
这里我们定义了一个图
G,及四个子图
cluster_0、
cluster_1、
cluster_2、
cluster_ 3,并为每个子图定义了结点类
node及其各自属性,由于神经网络是全连接,因此我们需要为每一个结点连上边(十分繁琐)。
将其保存为
demo.dot文件,通过命令:
dot -Tpng demo.dot -o demo.png
将其转化为png图片,如下所示:
好了,这样就画好了一个简单的神经网络模型图了,但是当你遇上结点较多的情况怎么办?
你可能会说,我又不傻,难道一个个在dot脚本上写上去?我可以用省略号代替啊!好的,那么来试试省略号代替的“伪大型神经网络”样子。
大型神经网络(伪)
digraph G { rankdir=LR; splines=line; nodesep=.1; node [label=""]; compound=true subgraph cluster_0 { color=white; node [style=solid,color=green,shape=circle]; i; label = "Input Layer"; } subgraph cluster_1 { color=white; node [style=solid,color=blue, shape=circle]; h11, h12, h13, h14; label = "Hidden Layer 1 (4 nodes)"; } subgraph cluster_2 { color=white; { node [style=solid,color=blue,shape=circle]; h21;h22; } node [style=solid,shape=point]; p1; p2; p3; { node [style=solid,color=blue,shape=circle]; h23;h24; } label = "Hidden Layer 2 (100 nodes)"; } subgraph cluster_3 { color=white; node [style=solid,color=red, shape=circle]; o; label="Output Layer"; } i -> h11 i -> h12 i -> h13 i -> h14 h11 -> h21 h11 -> h22 h12 -> h21 h12 -> h22 h13 -> h21 h13 -> h22 h14 -> h21 h14 -> h22 h11 -> h23 h11 -> h24 h12 -> h23 h12 -> h24 h13 -> h23 h13 -> h24 h14 -> h23 h14 -> h24 h21 -> o h22 -> o h23 -> o h24 -> o }
这里我通过增加了几个形状为
point的结点,使得整个网络看起来像是一个大型的网络的缩略版。注意,画图的时候顺序是按照结点定义的顺序来画的,所以三个小黑点要定义在中间。
Python 画神经网络图
大型神经网络
虽然按照上面的做法能够“投机取巧”地画出一个伪大型神经网络结构图,但是当你要真正画一个大型神经网络并且观察它的连接细节呢?这种时候就要利用Python的力量了。
代码如下,相关解释已经写在代码注释中:
from graphviz import Digraph def Neural_Network_Graph(input_layer, hidden_layers, output_layer, filename="demo"): g = Digraph('g', filename=filename) # 定义一个有向图 n = 0 # 所有结点的数量,用其来作为结点的名字(代号) g.graph_attr.update(splines="false", nodesep='0.8', ranksep='2', rankdir="LR") # 设置下图的属性: 线类型,结点间隔,每一级的间隔 # Input Layer with g.subgraph(name='cluster_input') as c: the_label = 'Input Layer' c.attr(color='white') for i in range(input_layer): n += 1 c.node(str(n)) c.attr(label=the_label, rank='same') c.node_attr.update(color="#2ecc71", style="filled", fontcolor="#2ecc71", shape="circle") last_layer_nodes = input_layer # 最后一层的结点数量 nodes_up = input_layer # 总结点数量 # Hidden Layers hidden_layers_nr = len(hidden_layers) # 隐藏层层数 for i in range(hidden_layers_nr): with g.subgraph(name="cluster_" + str(i + 1)) as c: c.attr(color='white') c.attr(rank='same') the_label = "Hidden Layer" + str(i+1) c.attr(label=the_label) for j in range(hidden_layers[i]): n += 1 c.node(str(n), shape="circle", style="filled", color="#3498db", fontcolor="#3498db") for h in range(nodes_up - last_layer_nodes + 1, nodes_up + 1): g.edge(str(h), str(n)) # 定义好上一层到下一层的连接线 last_layer_nodes = hidden_layers[i] nodes_up += hidden_layers[i] # Output Layer with g.subgraph(name='cluster_output') as c: c.attr(color='white') c.attr(rank='same') for i in range(1, output_layer + 1): n += 1 c.node(str(n), shape="circle", style="filled", color="#e74c3c", fontcolor="#e74c3c") for h in range(nodes_up - last_layer_nodes + 1, nodes_up + 1): g.edge(str(h), str(n)) c.attr(label='Output Layer') c.node_attr.update(color="#2ecc71", style="filled", fontcolor="#2ecc71", shape="circle") g.attr(arrowShape="none") g.edge_attr.update(arrowhead="none", color="#707070") g.render(filename, format="png")
我编写了一个
Neural_Network_Graph函数,接收输入为:
input_layer
:输入层神经元数量hidden_layers
:列表类型,隐藏层层数及神经元数量output_layer
:输出层神经元数量
通过定义三个参数,调用Neural_Network_Graph
函数:
# ------------------------------------------- input_layer = 5 # 输入层的神经元数量 hidden_layers = [10, 6] # 隐藏层层数和数量 output_layer = 1 # 输出层神经元数量 # ----------------------------------------------- Neural_Network_Graph(input_layer, hidden_layers, output_layer)
很容易得到一张
png格式的神经网络图:
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