Convolutional Neural Network (CNN)

简介: 我自己写的代码和该教程略有不一样,有三处改动,第一个地方是用归一化(均值为0,方差为1)代替数值缩放([0, 1]),代替的理由是能提升准确率第二处改动是添加了正则化,在Conv2D和Dense Layer中均有添加,可以抑制模型过拟合,提升val_acc第三处改动是对模型训练五次进行acc取平均值,因为keras训练模型会有准确率波动,详细代码见文末链接

我自己写的代码和该教程略有不一样,有三处改动,第一个地方是用归一化(均值为0,方差为1)代替数值缩放([0, 1]),代替的理由是能提升准确率

第二处改动是添加了正则化,在Conv2D和Dense Layer中均有添加,可以抑制模型过拟合,提升val_acc

第三处改动是对模型训练五次进行acc取平均值,因为keras训练模型会有准确率波动,详细代码见文末链接

This tutorial demonstrates training a simple Convolutional Neural Network (CNN) to classify CIFAR images. Because this tutorial uses the Keras Sequential API, creating and training your model will take just a few lines of code.

Import TensorFlow

import tensorflow as tf

from tensorflow.keras import datasets, layers, models
import matplotlib.pyplot as plt

Download and prepare the CIFAR10 dataset

The CIFAR10 dataset contains 60,000 color images in 10 classes, with 6,000 images in each class. The dataset is divided into 50,000 training images and 10,000 testing images. The classes are mutually exclusive and there is no overlap between them.

(train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = datasets.cifar10.load_data()

# Normalize pixel values to be between 0 and 1
train_images, test_images = train_images / 255.0, test_images / 255.0

Verify the data

To verify that the dataset looks correct, let's plot the first 25 images from the training set and display the class name below each image:

class_names = ['airplane', 'automobile', 'bird', 'cat', 'deer',
               'dog', 'frog', 'horse', 'ship', 'truck']

plt.figure(figsize=(10,10))
for i in range(25):
    plt.subplot(5,5,i+1)
    plt.xticks([])
    plt.yticks([])
    plt.grid(False)
    plt.imshow(train_images[i])
    # The CIFAR labels happen to be arrays, 
    # which is why you need the extra index
    plt.xlabel(class_names[train_labels[i][0]])
plt.show()

Create the convolutional base

The 6 lines of code below define the convolutional base using a common pattern: a stack of Conv2D and MaxPooling2D layers.

As input, a CNN takes tensors of shape (image_height, image_width, color_channels), ignoring the batch size. If you are new to these dimensions, color_channels refers to (R,G,B). In this example, you will configure your CNN to process inputs of shape (32, 32, 3), which is the format of CIFAR images. You can do this by passing the argument input_shape to your first layer.

model = models.Sequential()
model.add(layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(32, 32, 3)))
model.add(layers.MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(layers.Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(layers.MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(layers.Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))

Let's display the architecture of your model so far:

model.summary()

Above, you can see that the output of every Conv2D and MaxPooling2D layer is a 3D tensor of shape (height, width, channels). The width and height dimensions tend to shrink as you go deeper in the network. The number of output channels for each Conv2D layer is controlled by the first argument (e.g., 32 or 64). Typically, as the width and height shrink, you can afford (computationally) to add more output channels in each Conv2D layer.

Add Dense layers on top

To complete the model, you will feed the last output tensor from the convolutional base (of shape (4, 4, 64)) into one or more Dense layers to perform classification. Dense layers take vectors as input (which are 1D), while the current output is a 3D tensor. First, you will flatten (or unroll) the 3D output to 1D, then add one or more Dense layers on top. CIFAR has 10 output classes, so you use a final Dense layer with 10 outputs.

model.add(layers.Flatten())
model.add(layers.Dense(64, activation='relu'))
model.add(layers.Dense(10))

Here's the complete architecture of your model:

model.summary()

The network summary shows that (4, 4, 64) outputs were flattened into vectors of shape (1024) before going through two Dense layers.

Compile and train the model

model.compile(optimizer='adam',
              loss=tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy(from_logits=True),
              metrics=['accuracy'])

history = model.fit(train_images, train_labels, epochs=10, 
                    validation_data=(test_images, test_labels))

Evaluate the model

plt.plot(history.history['accuracy'], label='accuracy')
plt.plot(history.history['val_accuracy'], label = 'val_accuracy')
plt.xlabel('Epoch')
plt.ylabel('Accuracy')
plt.ylim([0.5, 1])
plt.legend(loc='lower right')

test_loss, test_acc = model.evaluate(test_images,  test_labels, verbose=2)
print(test_acc)

代码链接: https://codechina.csdn.net/csdn_codechina/enterprise_technology/-/blob/master/CV_Classification/Convolutional%20Neural%20Network%20(CNN).ipynb

目录
相关文章
|
机器学习/深度学习 TensorFlow 语音技术
Convolutional Neural Network,简称 CNN
卷积神经网络(Convolutional Neural Network,简称 CNN)是一种深度学习模型,主要用于图像识别、物体检测、语音识别等任务。CNN 通过局部感知、权值共享和下采样等操作,能够有效地提取图像特征,从而实现对图像的分类和识别。
209 4
|
机器学习/深度学习 PyTorch TensorFlow
Convolutional Neural Network,简称 CNN
卷积神经网络(Convolutional Neural Network,简称 CNN)是一种特殊的神经网络结构,主要应用于图像识别、语音识别等领域。CNN 的特点是具有卷积层和池化层,能够从复杂数据中提取特征,降低计算复杂度,并实现平移不变性。
161 1
|
机器学习/深度学习 PyTorch TensorFlow
卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)
卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是一种深度学习模型,特别适用于处理具有网格结构的数据,如图像和语音等。CNN的核心思想是通过卷积操作和池化操作来提取输入数据的特征,并通过全连接层进行分类或回归任务。
160 0
|
1月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法框架/工具
深度学习中的卷积神经网络(CNN)及其在图像识别中的应用
【10月更文挑战第7天】本文将深入探讨卷积神经网络(CNN)的基本原理,以及它如何在图像识别领域中大放异彩。我们将从CNN的核心组件出发,逐步解析其工作原理,并通过一个实际的代码示例,展示如何利用Python和深度学习框架实现一个简单的图像分类模型。文章旨在为初学者提供一个清晰的入门路径,同时为有经验的开发者提供一些深入理解的视角。
|
7天前
|
机器学习/深度学习 计算机视觉 网络架构
为什么卷积现在不火了:CNN研究热度降温的深层原因分析
纵观近年的顶会论文和研究热点,我们不得不承认一个现实:CNN相关的研究论文正在减少,曾经的"主角"似乎正逐渐淡出研究者的视野。
29 11
为什么卷积现在不火了:CNN研究热度降温的深层原因分析
|
6天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法框架/工具
深度学习中的卷积神经网络(CNN)及其在图像识别中的应用
【10月更文挑战第36天】探索卷积神经网络(CNN)的神秘面纱,揭示其在图像识别领域的威力。本文将带你了解CNN的核心概念,并通过实际代码示例,展示如何构建和训练一个简单的CNN模型。无论你是深度学习的初学者还是希望深化理解,这篇文章都将为你提供有价值的见解。
|
21天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自动驾驶
深度学习中的卷积神经网络(CNN)及其应用
【10月更文挑战第21天】本文旨在深入探讨深度学习领域的核心组成部分——卷积神经网络(CNN)。通过分析CNN的基本结构、工作原理以及在图像识别、语音处理等领域的广泛应用,我们不仅能够理解其背后的技术原理,还能把握其在现实世界问题解决中的强大能力。文章将用浅显的语言和生动的例子带领读者一步步走进CNN的世界,揭示这一技术如何改变我们的生活和工作方式。
|
28天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 监控
深入理解深度学习中的卷积神经网络(CNN):从原理到实践
【10月更文挑战第14天】深入理解深度学习中的卷积神经网络(CNN):从原理到实践
81 1
|
7天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自动驾驶
深入解析深度学习中的卷积神经网络(CNN)
深入解析深度学习中的卷积神经网络(CNN)
21 0
|
10天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 TensorFlow
深度学习中的卷积神经网络(CNN)及其在图像识别中的应用
【10月更文挑战第32天】本文将介绍深度学习中的一个重要分支——卷积神经网络(CNN),以及其在图像识别领域的应用。我们将通过一个简单的代码示例,展示如何使用Python和TensorFlow库构建一个基本的CNN模型,并对其进行训练和测试。

热门文章

最新文章