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使用Keras构造简单的CNN网络实例

python 搞代码 4年前 (2022-01-09) 29次浏览 已收录 0个评论

1. 导入各种模块

基本形式为:

import 模块名

from 某个文件 import 某个模块

2. 导入数据(以两类分类问题为例,即numClass = 2)

训练集数据data

可以看到,data是一个四维的ndarray

训练集的标签

3. 将导入本文来源gao@daima#com搞(%代@#码网的数据转化我keras可以接受的数据格式

keras要求的label格式应该为binary class matrices,所以,需要对输入的label数据进行转化,利用keras提高的to_categorical函数

label = np_utils.to_categorical(label, numClass

此时的label变为了如下形式

(注:PyCharm无法显示那么多的数据,所以下面才只显示了1000个数据,实际上该例子所示的数据集有1223个数据)

4. 建立CNN模型

以下图所示的CNN网络为例

#生成一个model
model = Sequential()
 
#layer1-conv1
model.add(Convolution2D(16, 3, 3, border_mode='valid',input_shape=data.shape[-3:]))
model.add(Activation('tanh'))#tanh
 
# layer2-conv2
model.add(Convolution2D(32, 3, 3, border_mode='valid'))
model.add(Activation('tanh'))#tanh
 
# layer3-conv3
model.add(Convolution2D(32, 3, 3, border_mode='valid'))
model.add(Activation('tanh'))#tanh
 
# layer4
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, init='normal'))
model.add(Activation('tanh'))#tanh
 
# layer5-fully connect
model.add(Dense(numClass, init='normal')) 
model.add(Activation('softmax'))

# 
sgd = SGD(l2=0.1,lr=0.001, decay=1e-6, momentum=0.9, nesterov=True)
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=sgd,class_mode="categorical")

5. 开始训练model

利用model.train_on_batch或者model.fit

补充知识:keras 多分类一些函数参数设置

用Lenet-5 识别Mnist数据集为例子:

采用下载好的Mnist数据压缩包转换成PNG图片数据集,加载图片采用keras图像预处理模块中的ImageDataGenerator。

首先import所需要的模块

from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator
from keras.models import Model
from keras.layers import MaxPooling2D,Input,Convolution2D
from keras.layers import Dropout, Flatten, Dense
from keras import backend as K

定义图像数据信息及训练参数

img_width, img_height = 28, 28 
train_data_dir = 'dataMnist/train' #train data directory
validation_data_dir = 'dataMnist/validation'# validation data directory
nb_train_samples = 60000 
nb_validation_samples = 10000
epochs = 50 
batch_size = 32

判断使用的后台

if K.image_dim_ordering() == 'th':
  input_shape = (3, img_width, img_height)
else:
  input_shape = (img_width, img_height, 3)

网络模型定义

主要注意最后的输出层定义

比如Mnist数据集是要对0~9这10种手写字符进行分类,那么网络的输出层就应该输出一个10维的向量,10维向量的每一维代表该类别的预测概率,所以此处输出层的定义为:

x = Dense(10,activation=’softmax’)(x)

此处因为是多分类问题,Dense()的第一个参数代表输出层节点数,要输出10类则此项值为10,激活函数采用softmax,如果是二分类问题第一个参数可以是1,激活函数可选sigmoid

img_input=Input(shape=input_shape)
x=Convolution2D(32, 3, 3, activation='relu', border_mode='same')(img_input)
x=MaxPooling2D((2,2),strides=(2, 2),border_mode='same')(x)

x=Convolution2D(32,3,3,activation='relu',border_mode='same')(x)
x=MaxPooling2D((2,2),strides=(2, 2),border_mode='same')(x)

x=Convolution2D(64,3,3,activation='relu',border_mode='same')(x)
x=MaxPooling2D((2,2),strides=(2, 2),border_mode='same')(x)

x = Flatten(name='flatten')(x)
x = Dense(64, activation='relu')(x)
x= Dropout(0.5)(x)
x = Dense(10,activation='softmax')(x)
model=Model(img_input,x)


model.compile(loss='binary_crossentropy',
       optimizer='rmsprop',
       metrics=['accuracy'])
model.summary()


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