interrim feedback
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# Shallow Neural Network Training Coursework
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# Shallow Neural Network Training Coursework
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Evaluating a neural network using the MatLab `cancer_dataset`.
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Evaluating a neural network using the MatLab `cancer_dataset`. Development contained in the [nncw.ipynb](nncw.ipynb) notebook.
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1. Evaluate the network's tendency to overfit by varying the number of epochs and hidden layers being used
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1. Evaluate the network's tendency to overfit by varying the number of epochs and hidden layers being used
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2. Multiple classifier performance using majority vote
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2. Multiple classifier performance using majority vote
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510
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742
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@ -0,0 +1,742 @@
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#LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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\pdf_title "Training Neural Networks With Backpropagation"
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\bullet 1 0 9 -1
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\bullet 2 0 24 -1
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Training Neural Networks With Backpropagation
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Andy Pack
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\end_inset
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\begin_layout Standard
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\align center
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\begin_inset Graphics
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\end_inset
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\end_layout
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\begin_layout Standard
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\begin_inset VSpace vfill
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\end_inset
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|
|
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\end_layout
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|
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\begin_layout Standard
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\noindent
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\align center
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EEEM005
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||||||
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\begin_inset Newline newline
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\end_inset
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|
||||||
|
May 2021
|
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\begin_inset Newline newline
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\end_inset
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|
Department of Electrical and Electronic Engineering
|
||||||
|
\begin_inset Newline newline
|
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\end_inset
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||||||
|
|
||||||
|
Faculty of Engineering and Physical Sciences
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||||||
|
\begin_inset Newline newline
|
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\end_inset
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|
|
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|
University of Surrey
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\end_layout
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|
|
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|
\begin_layout Standard
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|
\begin_inset Newpage newpage
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|
\end_inset
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||||||
|
|
||||||
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\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Right Footer
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|
Andy Pack / 6420013
|
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|
\end_layout
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|
|
||||||
|
\begin_layout Left Footer
|
||||||
|
March 2021
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\end_layout
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||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Standard
|
||||||
|
\begin_inset ERT
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|
status open
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|
\begin_layout Plain Layout
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|
|
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|
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|
\backslash
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|
pagenumbering{arabic}
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\backslash
|
||||||
|
setcounter{page}{1}
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
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|
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\end_layout
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|
\begin_layout Section*
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Experiment 1
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\end_layout
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|
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|
\begin_layout Standard
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|
The below results were obtained using a single hidden layer neural network
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using the Tensorflow library.
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Two test cases are shown, I was expecting the test error rate to increase
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more as epochs went on so the latter has a much higher learning rate to
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demonstrate.
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\end_layout
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|
\begin_layout Subsection*
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Case 1
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\end_layout
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||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Standard
|
||||||
|
\noindent
|
||||||
|
\align center
|
||||||
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\begin_inset Tabular
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||||||
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<lyxtabular version="3" rows="6" columns="2">
|
||||||
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<features tabularvalignment="middle">
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||||||
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<column alignment="center" valignment="top">
|
||||||
|
<column alignment="center" valignment="top">
|
||||||
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<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Iterations
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\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
30
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
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||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
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||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
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\begin_layout Plain Layout
|
||||||
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Nodes
|
||||||
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\end_layout
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|
|
||||||
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\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
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|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
[2, 8, 16, 24, 32]
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Epochs
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|
\end_layout
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||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
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|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
[1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 100, 150, 200]
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
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|
\end_inset
|
||||||
|
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|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Optimiser
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Stochastic Gradient Descent
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Learning Rate
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
0.05
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Momentum
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
0.01
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
</lyxtabular>
|
||||||
|
|
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|
\end_inset
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|
|
||||||
|
|
||||||
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\end_layout
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|
|
||||||
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\begin_layout Standard
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\begin_inset Float figure
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\begin_layout Plain Layout
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|
\noindent
|
||||||
|
\align center
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\begin_inset Graphics
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filename ../graphs/exp1-test5-error-rate-curves.png
|
||||||
|
lyxscale 10
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width 75col%
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|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\begin_inset Caption Standard
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Test error rates for different numbers of nodes over different epochs
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
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\begin_layout Standard
|
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\begin_inset Float figure
|
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placement H
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sideways false
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status open
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\begin_layout Plain Layout
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\noindent
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|
\align center
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\begin_inset Graphics
|
||||||
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filename ../graphs/exp1-test5-test-train-error-rate.png
|
||||||
|
lyxscale 10
|
||||||
|
width 100col%
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|
|
||||||
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\end_inset
|
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|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
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|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\begin_inset Caption Standard
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Test and train error rates for different numbers of nodes over different
|
||||||
|
epochs
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
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|
|
||||||
|
|
||||||
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\end_layout
|
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|
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\end_inset
|
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|
|
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|
|
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|
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|
|
||||||
|
\begin_layout Standard
|
||||||
|
\begin_inset Float figure
|
||||||
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placement H
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||||||
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|
||||||
|
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status open
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||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\noindent
|
||||||
|
\align center
|
||||||
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\begin_inset Graphics
|
||||||
|
filename ../graphs/exp1-test5-test-train-error-rate-std.png
|
||||||
|
lyxscale 10
|
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|
width 100col%
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
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||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\begin_inset Caption Standard
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Test and train error rate standard deviations for different numbers of nodes
|
||||||
|
over different epochs
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
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|
|
||||||
|
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||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Standard
|
||||||
|
\begin_inset Newpage pagebreak
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Subsection*
|
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|
Case 2
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Standard
|
||||||
|
\noindent
|
||||||
|
\align center
|
||||||
|
\begin_inset Tabular
|
||||||
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<lyxtabular version="3" rows="6" columns="2">
|
||||||
|
<features tabularvalignment="middle">
|
||||||
|
<column alignment="center" valignment="top">
|
||||||
|
<column alignment="center" valignment="top">
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Iterations
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\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
30
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Nodes
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
[2, 8, 16, 24, 32]
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Epochs
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
[1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 100, 150, 200]
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Optimiser
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Stochastic Gradient Descent
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Learning Rate
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|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
1.5
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
<row>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Momentum
|
||||||
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\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
<cell alignment="center" valignment="top" topline="true" bottomline="true" leftline="true" rightline="true" usebox="none">
|
||||||
|
\begin_inset Text
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
0.5
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
</cell>
|
||||||
|
</row>
|
||||||
|
</lyxtabular>
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
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\begin_layout Standard
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\begin_inset Float figure
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status open
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\begin_layout Plain Layout
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\noindent
|
||||||
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\align center
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||||||
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\begin_inset Graphics
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filename ../graphs/exp1-test6-error-rate-curves.png
|
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lyxscale 10
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width 75col%
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|
||||||
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\end_inset
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||||||
|
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||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\begin_inset Caption Standard
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Test error rates for different numbers of nodes over different epochs
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|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
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||||||
|
|
||||||
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|
\end_layout
|
||||||
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||||||
|
\end_inset
|
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|
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||||||
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|
||||||
|
\end_layout
|
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||||||
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\begin_layout Standard
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status open
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\begin_layout Plain Layout
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|
\noindent
|
||||||
|
\align center
|
||||||
|
\begin_inset Graphics
|
||||||
|
filename ../graphs/exp1-test6-test-train-error-rate.png
|
||||||
|
lyxscale 10
|
||||||
|
width 100col%
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||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\begin_inset Caption Standard
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Test and train error rates for different numbers of nodes over different
|
||||||
|
epochs
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||||||
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\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
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|
\end_layout
|
||||||
|
|
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|
\end_inset
|
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|
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|
\end_layout
|
||||||
|
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||||||
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\begin_layout Standard
|
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\begin_inset Float figure
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||||||
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placement H
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||||||
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wide false
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sideways false
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status open
|
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\begin_layout Plain Layout
|
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|
\noindent
|
||||||
|
\align center
|
||||||
|
\begin_inset Graphics
|
||||||
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filename ../graphs/exp1-test6-test-train-error-rate-std.png
|
||||||
|
lyxscale 10
|
||||||
|
width 100col%
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
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||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
\begin_inset Caption Standard
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin_layout Plain Layout
|
||||||
|
Test and train error rate standard deviations for different numbers of nodes
|
||||||
|
over different epochs
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_inset
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
\end_layout
|
||||||
|
|
||||||
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\end_inset
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@ -1 +0,0 @@
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