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【神经网络绘制工具】PlotNeuralNet详解

一、PlotNeuralNet简介

1. Introduction

PlotNeuralNet库是用于绘制神经网络的工具库,其绘制的神经网络较为干净整洁,比较适合用于科研论文写作等工作中,在此笔者整理了有关该库的使用方法,希望更多朋友能够借助这个库绘制出更多优美的神经网络。

以下是一些通过该库的代码绘制的Neural Netowrk Figures:

      F 
     
    
      C 
     
    
      N 
     
    
      − 
     
    
      8 
     
    
   
     FCN-8 
    
   
 FCN−8

      F 
     
    
      C 
     
    
      N 
     
    
      − 
     
    
      32 
     
    
   
     FCN-32 
    
   
 FCN−32

      H 
     
    
      o 
     
    
      l 
     
    
      i 
     
    
      s 
     
    
      t 
     
    
      i 
     
    
      c 
     
    
      a 
     
    
      l 
     
    
      l 
     
    
      y 
     
    
      − 
     
    
      N 
     
    
      e 
     
    
      s 
     
    
      t 
     
    
      e 
     
    
      d 
     
    
      E 
     
    
      d 
     
    
      g 
     
    
      e 
     
    
      D 
     
    
      e 
     
    
      t 
     
    
      e 
     
    
      c 
     
    
      t 
     
    
      i 
     
    
      o 
     
    
      n 
     
    
   
     Holistically-Nested Edge Detection 
    
   
 Holistically−NestedEdgeDetection

2. PlotNeuralNet组成和原理

2.1 代码组成

该仓库的代码借助三种语言进行绘制:

  • python 用于进行设计您自己的神经网络,作为主要的组织脚本文件
  • shell 用于组织python和latex的运行,作为中间件。(在Linux系统上较为常见和通用)
  • LaTex 用于绘制神经网络,通过python进行调用

2.2 运行原理

项目通过python调用latex代码进行绘制,这里可以给出一份简短的例子了解工作原理:

# Convdefto_Conv( name, s_filer=256, n_filer=64, offset="(0,0,0)", to="(0,0,0)", width=1, height=40, depth=40, caption=" "):returnr"""
\pic[shift={"""+ offset +"""}] at """+ to +""" 
    {Box={
        name="""+ name +""",
        caption="""+ caption +r""",
        xlabel={{"""+str(n_filer)+""", }},
        zlabel="""+str(s_filer)+""",
        fill=\ConvColor,
        height="""+str(height)+""",
        width="""+str(width)+""",
        depth="""+str(depth)+"""
        }
    };
"""
      p 
     
    
      y 
     
    
      c 
     
    
      o 
     
    
      r 
     
    
      e 
     
    
      . 
     
    
      t 
     
    
      i 
     
    
      k 
     
    
      z 
     
    
      e 
     
    
      n 
     
    
      g 
     
    
      . 
     
    
      p 
     
    
      y 
     
    
   
     pycore.tikzeng.py 
    
   
 pycore.tikzeng.py

其实从这里就可以看出,通过设定函数参数、返回一个latex的字符串,相当于调用了latex进行绘制。(最后有进行组织绘制的代码)

2.3 Linux友好,Windows有一定问题

不过,值得注意的是,原仓库设计是针对Linux用户的解决方案,在Ubuntu系统下能够顺利运行,在Windows系统上运行的时候,可能存在一定问题。

因此笔者本人对该仓库进行了fork并且做出一定修改,使其能够在windows系统上运行。

3. forked Github Repository

源仓库是面向Linux系统的神经网络可视化工具,在windows上运行可能会有一定的错误信息。

下面是笔者修改过后的代码仓库地址:(fork自原仓库)

SamuraiBUPT: PlotNeuralNet-Windows

当然,您也可以直接去到原仓库进行浏览:

HarisIqbal88: PlotNeuralNet

二、快速开始-Windows

下面是针对windows用户的启动方案。

1. 前置设置

  • 确保您的电脑上安装了LaTex。官方仓库推荐安装 MikTeX ,不过本人仅仅安装了texlive就可以正常运行~
  • 确保您的Windows操作系统具有运行Shell脚本的环境。推荐使用Git bash 或者 Cygwin

2. 克隆本仓库

您可以使用

git clone https://github.com/SamuraiBUPT/PlotNeuralNet-Windows.git

来完成仓库的克隆操作。

3. 跟随以下示例了解如何运行~

  • 将克隆后的项目文件夹用IDE打开
  • 启用bash环境(如果您已经有Git Bash,并且配置好了环境变量,您可以直接在终端输入bash 或者sh 进入shell脚本的运行环境。您会看见终端前方的指示符从windows系统的黑白变成了其他颜色。
  • 进入pyexamples路径,(cd pyexamples/
  • 输入bash ../tikzmake.sh test_simple 命令来查看您的第一份神经网络图的绘制结果。

4. 对

bash ../tikzmake.sh test_simple

的解释

如您所见,当您在pyexamples路径下创建好自己的python脚本后,仅需要在该路径下调用上一层路径的

tikzmake.sh

脚本来运行即可。

  • bash指令是在指定Shell脚本的编译器
  • ../tikzmake.sh是在指定:执行上一层目录下的tikzmake.sh脚本
  • test_simple是当前路径下的一份python文件的文件名,注意不需要加上.py的后缀!。在这里,这个文件名会作为shell脚本的参数传入,决定了shell脚本执行的目标是哪份文件。

三、用法

了解如何上手该项目代码后,我们可以开始着手绘制自己的神经网络:

常规的初始化

一份常规的组织神经网络的python代码,应该有如下骨架

import sys

sys.path.append('../')from pycore.tikzeng import*# defined your arch
arch =[
    to_head('..'),
    to_cor(),
    to_begin(),# your architecture here...# ...# ...# ...

    to_end()]defmain():
    namefile =str(sys.argv[0]).split('.')[0]
    to_generate(arch, namefile +'.tex')if __name__ =='__main__':
    main()

如您所见,其实唯一需要您进行改动的,是

arch

列表里面的内容,在

to_begin()

to_end()

函数之间的部分,在该部分进行您自己的神经网络设计。

四、函数描述

有关函数的描述您可以参阅这篇博客,实在是非常详细!

笔者也会在后续更新有关函数的API文档~


本文转载自: https://blog.csdn.net/Samurai_Bushido/article/details/129924714
版权归原作者 SamuraiBUPT 所有, 如有侵权,请联系我们删除。

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