форкнуто от main/is_dnn
Родитель
653cdf2ddf
Сommit
f0fd0311b7
@ -0,0 +1,131 @@
|
|||||||
|
**ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2**«Обнаружение аномалий»**
|
||||||
|
А-02-22 бригада №8 Левшенко Д.И., Новиков Д. М., Шестов Д.Н
|
||||||
|
|
||||||
|
Задание1:
|
||||||
|
|
||||||
|
**1)В среде GoogleColabсоздать новый блокнот(notebook).Импортировать необходимые для работы библиотеки и модули.**
|
||||||
|
>import os
|
||||||
|
|
||||||
|
>os.chdir('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/is_lab2')
|
||||||
|
|
||||||
|
># скачивание библиотеки
|
||||||
|
>!wget -N http://uit.mpei.ru/git/main/is_dnn/raw/branch/main/labworks/LW2/lab02_lib.py
|
||||||
|
|
||||||
|
># скачивание выборок
|
||||||
|
>!wget -N http://uit.mpei.ru/git/main/is_dnn/raw/branch/main/labworks/LW2/data/name_train.txt
|
||||||
|
>!wget -N http://uit.mpei.ru/git/main/is_dnn/raw/branch/main/labworks/LW2/data/name_test.txt
|
||||||
|
|
||||||
|
># импорт модулей
|
||||||
|
>import numpy as np
|
||||||
|
>import lab02_lib as lib
|
||||||
|
|
||||||
|
**2)Сгенерировать индивидуальный набор двумерных данныхв пространстве признаковс координатами центра (k, k), где k–номер бригады.Вывести полученныеданные на рисуноки в консоль.**
|
||||||
|
data = lib.datagen(8, 8, 1000, 2)
|
||||||
|
|
||||||
|
**3)Создать и обучить автокодировщик AE1 простой архитектуры, выбрав небольшое количество эпох обучения.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**4)Зафиксировать ошибку MSE, на которой обучение завершилось. Построить график ошибки реконструкции обучающей выборки. Зафиксировать порог ошибки реконструкции –порог обнаружения аномалий.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**5)Создать и обучить второй автокодировщик AE2 с усложненной архитектурой, задав большее количество эпох обучения.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**6)Зафиксировать ошибку MSE, на которой обучение завершилось. Построить график ошибки реконструкции обучающей выборки. Зафиксировать второй порог ошибки реконструкции –порог обнаружения аномалий.**
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
**7)Рассчитать характеристики качества обучения EDCA для AE1 и AE2. Визуализировать и сравнить области пространства признаков, распознаваемые автокодировщиками AE1 и AE2. Сделать вывод о пригодности AE1 и AE2 для качественного обнаружения аномалий.**
|
||||||
|
|
||||||
|
Оценка качества AE1
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 0. Excess: 14.263157894736842
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 0. Deficit: 0.0
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 1. Coating: 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
summa: 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 1. Extrapolation precision (Approx): 0.06551724137931035
|
||||||
|
|
||||||
|
Оценка качества AE2
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 0. Excess: 3.3157894736842106
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 0. Deficit: 0.0
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 1. Coating: 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
summa: 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
IDEAL = 1. Extrapolation precision (Approx): 0.23170731707317074
|
||||||
|
|
||||||
|
**9)Изучить сохраненный набор данных и пространство признаков. Создать тестовую выборку, состоящую, как минимум, из 4ёх элементов, не входящих в обучающую выборку. Элементы должны быть такими, чтобы AE1 распознавал их как норму, а AE2 детектировал как аномалии.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**10)Применить обученные автокодировщики AE1 и AE2 к тестовым данными вывести значения ошибки реконструкции для каждого элемента тестовой выборки относительно порога на график и в консоль.**
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
**11)Визуализировать элементы обучающей и тестовой выборки в областях пространства признаков, распознаваемых автокодировщиками AE1 и AE2.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**12)Результаты исследования занести в таблицу:**
|
||||||
|
|
||||||
|
**Табл. 1 Результаты задания**
|
||||||
|
|
||||||
|
| | | | | | | | | |
|
||||||
|
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
|
||||||
|
| | **Количество скрытых слоев** | **Количество нейронов в скрытых слоях** | **Количество эпох обучения** | **Ошибка MSE_stop** | **Порог ошибки реконструкции** | **Значение показателя Excess** | **Значение показателя Approx** | **Количество обнаруженных аномалий** |
|
||||||
|
| **АЕ1** | **1** | **1** | **1000** | **38.04** | **8.5** | **14.26** | **0.07** | **0** |
|
||||||
|
| **АЕ2** | **5** | **3 2 1 2 3** | **3000** | **0.07** | **0.47** | **3.32** | **0.23** | **5** |
|
||||||
|
|
||||||
|
**13)Сделать выводы**
|
||||||
|
|
||||||
|
Для нормального обнаружения аномалий:
|
||||||
|
|
||||||
|
\-архитектура автокодировщика не должна быть простой,
|
||||||
|
|
||||||
|
\-необходимо большое количество эпох обучения,
|
||||||
|
|
||||||
|
\-ошибка MSE_stop должна быть достаточно мала(<<1),
|
||||||
|
|
||||||
|
\-порог обнаружения аномалий не должен быть завышен по сравнению с
|
||||||
|
|
||||||
|
большинством значений ошибки реконструкции обучающей выборки,
|
||||||
|
|
||||||
|
\-характеристики качества обучения EDCA должны быть близки к идеальным значениям показателей Excess = 0, Deficit = 0, Coating = 1, Approx = 1.
|
||||||
|
|
||||||
|
**Задание2**
|
||||||
|
|
||||||
|
**1)Изучить описание своего набора реальных данных, что он из себя представляет;**
|
||||||
|
|
||||||
|
Исходный набор данных Breast Cancer Wisconsin из репозитория машинного обучения UCI представляет собой набор данных для классификации, в котором записываются измерения для случаев рака молочной железы. Есть два класса, доброкачественные и злокачественные. Злокачественный класс этого набора данных уменьшен до 21 точки, которые считаются аномалиями, в то время как точки в доброкачественном классе считаются нормой.
|
||||||
|
|
||||||
|
| | | | |
|
||||||
|
| --- | --- | --- | --- |
|
||||||
|
| Количество признаков | Количество примеров | Количесвто нормальных примеров | Количество аномальных примеров |
|
||||||
|
| 30 | 378 | 357 | 21 |
|
||||||
|
|
||||||
|
**2)Загрузить многомерную обучающую выборку реальных данных WBC_train.txt.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**3)Вывести полученные данные и их размерность в консоли.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**4)Создать и обучить автокодировщик с подходящей для данных архитектурой.** **Выбрать необходимое количество эпох обучения.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**5)Зафиксировать ошибку MSE, на которой обучение завершилось. Построить график ошибки реконструкции обучающей выборки. Зафиксировать порог ошибки реконструкции –порог обнаружения аномалий.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**7)Изучить и загрузить тестовую выборку WBC_test.txt.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**8)Подать тестовую выборку на вход обученного автокодировщика для обнаружения аномалий. Вывести графикошибки реконструкции элементов тестовой выборки относительно порога.**
|
||||||
|
|
||||||
|
**9)Если результаты обнаружения аномалий не удовлетворительные (обнаружено менее 70%аномалий), то подобрать подходящие параметры автокодировщика и повторить шаги (4) –(9).**
|
||||||
|
|
||||||
|
**10)Параметры наилучшего автокодировщика и результаты обнаружения аномалий занести в таблицу:**
|
||||||
|
|
||||||
|
| | | | | | |
|
||||||
|
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
|
||||||
|
| Количество скрытых слоев | Количестов нейронов | Количество эпох обучения | Ошибка MSE_stop | Порог ошибки реконструкции | % обнаруженных аномалий |
|
||||||
|
| 11 | 31 25 21 17 13 7 13 17 21 25 31 | 7000 | 0.0006 | 0.33 | 70 |
|
||||||
|
|
||||||
|
**11)Сделать выводы:**
|
||||||
|
•архитектура автокодировщика должна включать в себя много слоев,
|
||||||
|
•количество эпох обучения должно быть достаточно большим (порядка десятков тысяч),
|
||||||
|
•ошибка MSE_stop, приемлемая для останова обучения, должна иметь достаточно малое значение,
|
||||||
|
•порог обнаружения аномалий не должен быть завышен по сравнению с большинством значений ошибки реконструкции обучающей выборки.
|
||||||
Загрузка…
Ссылка в новой задаче