迁移学习 inception 二分类
发布日期:2022-02-17 04:52:18
浏览次数:8
分类:技术文章
本文共 12820 字,大约阅读时间需要 42 分钟。
import globimport os.pathimport randomimport numpy as npimport tensorflow as tffrom tensorflow.python.platform import gfile# 数据参数MODEL_DIR = 'model/' # inception-v3模型的文件夹MODEL_FILE = 'tensorflow_inception_graph.pb' # inception-v3模型文件名CACHE_DIR = 'data/tmp/bottleneck' # 图像的特征向量保存地址INPUT_DATA = 'data/image' # 图片数据文件夹VALIDATION_PERCENTAGE = 10 # 验证数据的百分比TEST_PERCENTAGE = 20 # 测试数据的百分比# inception-v3模型参数BOTTLENECK_TENSOR_SIZE = 2048 # inception-v3模型瓶颈层的节点个数BOTTLENECK_TENSOR_NAME = 'pool_3/_reshape:0' # inception-v3模型中代表瓶颈层结果的张量名称JPEG_DATA_TENSOR_NAME = 'DecodeJpeg/contents:0' # 图像输入张量对应的名称# 神经网络的训练参数LEARNING_RATE = 0.02STEPS = 1500 #原来 学习率 0.01 步数 1000步BATCH = 100CHECKPOINT_EVERY = 100NUM_CHECKPOINTS = 15# 从数据文件夹中读取所有的图片列表并按训练、验证、测试分开def create_image_lists(validation_percentage, test_percentage): result = {} # 保存所有图像。key为类别名称。value也是字典,存储了所有的图片名称 sub_dirs = [x[0] for x in os.walk(INPUT_DATA)] # 获取所有子目录 is_root_dir = True # 第一个目录为当前目录,需要忽略 # 分别对每个子目录进行操作 for sub_dir in sub_dirs: if is_root_dir: is_root_dir = False continue # 获取当前目录下的所有有效图片 extensions = {'jpg', 'jpeg', 'JPG', 'JPEG'} file_list = [] # 存储所有图像 dir_name = os.path.basename(sub_dir) # 获取路径的最后一个目录名字 for extension in extensions: file_glob = os.path.join(INPUT_DATA, dir_name, '*.' + extension) file_list.extend(glob.glob(file_glob)) if not file_list: continue # 将当前类别的图片随机分为训练数据集、测试数据集、验证数据集 label_name = dir_name.lower() # 通过目录名获取类别的名称 training_images = [] testing_images = [] validation_images = [] for file_name in file_list: base_name = os.path.basename(file_name) # 获取该图片的名称 chance = np.random.randint(100) # 随机产生100个数代表百分比 if chance < validation_percentage: validation_images.append(base_name) elif chance < (validation_percentage + test_percentage): testing_images.append(base_name) else: training_images.append(base_name) # 将当前类别的数据集放入结果字典 result[label_name] = { 'dir': dir_name, 'training': training_images, 'testing': testing_images, 'validation': validation_images } # 返回整理好的所有数据 return result# 通过类别名称、所属数据集、图片编号获取一张图片的地址def get_image_path(image_lists, image_dir, label_name, index, category): label_lists = image_lists[label_name] # 获取给定类别中的所有图片 category_list = label_lists[category] # 根据所属数据集的名称获取该集合中的全部图片 mod_index = index % len(category_list) # 规范图片的索引 base_name = category_list[mod_index] # 获取图片的文件名 sub_dir = label_lists['dir'] # 获取当前类别的目录名 full_path = os.path.join(image_dir, sub_dir, base_name) # 图片的绝对路径 return full_path# 通过类别名称、所属数据集、图片编号获取特征向量值的地址def get_bottleneck_path(image_lists, label_name, index, category): return get_image_path(image_lists, CACHE_DIR, label_name, index, category) + '.txt'# 使用inception-v3处理图片获取特征向量def run_bottleneck_on_image(sess, image_data, image_data_tensor, bottleneck_tensor): bottleneck_values = sess.run(bottleneck_tensor, {image_data_tensor: image_data}) bottleneck_values = np.squeeze(bottleneck_values) # 将四维数组压缩成一维数组 return bottleneck_values# 获取一张图片经过inception-v3模型处理后的特征向量def get_or_create_bottleneck(sess, image_lists, label_name, index, category, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor): # 获取一张图片对应的特征向量文件的路径 label_lists = image_lists[label_name] sub_dir = label_lists['dir'] sub_dir_path = os.path.join(CACHE_DIR, sub_dir) if not os.path.exists(sub_dir_path): os.makedirs(sub_dir_path) bottleneck_path = get_bottleneck_path(image_lists, label_name, index, category) # 如果该特征向量文件不存在,则通过inception-v3模型计算并保存 if not os.path.exists(bottleneck_path): image_path = get_image_path(image_lists, INPUT_DATA, label_name, index, category) # 获取图片原始路径 image_data = gfile.FastGFile(image_path, 'rb').read() # 获取图片内容 # image_data.shape # 查看图像维度 bottleneck_values = run_bottleneck_on_image( #存放压缩至一维的图像特征向量 sess, image_data, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor) # 通过inception-v3计算特征向量 # bottleneck_tensor 加载inception-v3模型,并返回数据输入张量 # jpeg_data_tensor 加载inception-v3模型,瓶颈层输出张量 # bottleneck_values.shape # 将特征向量存入文件 bottleneck_string = ','.join(str(x) for x in bottleneck_values) with open(bottleneck_path, 'w') as bottleneck_file: bottleneck_file.write(bottleneck_string) else: # 否则直接从文件中获取图片的特征向量 with open(bottleneck_path, 'r') as bottleneck_file: bottleneck_string = bottleneck_file.read() bottleneck_values = [float(x) for x in bottleneck_string.split(',')] # 返回得到的特征向量 return bottleneck_values# 随机获取一个batch图片作为训练数据def get_random_cached_bottlenecks(sess, n_classes, image_lists, how_many, category, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor): bottlenecks = [] ground_truths = [] for _ in range(how_many): # 随机一个类别和图片编号加入当前的训练数据 label_index = random.randrange(n_classes) #label_index 存放数据标签 label_name = list(image_lists.keys())[label_index] image_index = random.randrange(65535) bottleneck = get_or_create_bottleneck( sess, image_lists, label_name, image_index, category, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor) ground_truth = np.zeros(n_classes, dtype=np.float32) ground_truth[label_index] = 1.0 bottlenecks.append(bottleneck) ground_truths.append(ground_truth) return bottlenecks, ground_truths# 获取全部的测试数据def get_test_bottlenecks(sess, image_lists, n_classes, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor): bottlenecks = [] ground_truths = [] label_name_list = list(image_lists.keys()) # 枚举所有的类别和每个类别中的测试图片 for label_index, label_name in enumerate(label_name_list): category = 'testing' for index, unused_base_name in enumerate( image_lists[label_name][category]): bottleneck = get_or_create_bottleneck( sess, image_lists, label_name, index, category, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor) ground_truth = np.zeros(n_classes, dtype=np.float32) ground_truth[label_index] = 1.0 bottlenecks.append(bottleneck) ground_truths.append(ground_truth) return bottlenecks, ground_truthsdef main(_): # 读取所有的图片 n_classes为分类种类 image_lists = create_image_lists(VALIDATION_PERCENTAGE, TEST_PERCENTAGE) n_classes = len(image_lists.keys()) # tensorflow 里面已经存好了一张默认图,可以使用tf.get_default_graph() 来调用 with tf.Graph().as_default() as graph: # 读取训练好的inception-v3模型 with gfile.FastGFile(os.path.join(MODEL_DIR, MODEL_FILE), 'rb') as f: graph_def = tf.GraphDef() graph_def.ParseFromString(f.read()) # 加载inception-v3模型,并返回数据输入张量和瓶颈层输出张量 bottleneck_tensor, jpeg_data_tensor = tf.import_graph_def( graph_def, return_elements=[ BOTTLENECK_TENSOR_NAME, JPEG_DATA_TENSOR_NAME ]) # print(bottleneck_tensor.shape) #查看瓶颈层维度 shape(1,2048) # print(jpeg_data_tensor.shape)# 和 数据张量维度 # 定义新的神经网络输入 bottleneck_input = tf.placeholder( tf.float32, [None, BOTTLENECK_TENSOR_SIZE], name='BottleneckInputPlaceholder') # 定义新的标准答案输入 ground_truth_input = tf.placeholder( tf.float32, [None, n_classes], name='GroundTruthInput') # 定义一层全连接层解决新的图片分类问题 #维度为2048,2 均差为0.1 with tf.name_scope('final_training_ops'): weights = tf.Variable( tf.truncated_normal( [BOTTLENECK_TENSOR_SIZE, n_classes], stddev=0.1))#(2048,2) biases = tf.Variable(tf.zeros([n_classes]))#定义最后一层全连接层为二分类 logits = tf.matmul(bottleneck_input, weights) + biases final_tensor = tf.nn.softmax(logits) # 定义交叉熵损失函数 cross_entropy = tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits( logits=logits, labels=ground_truth_input) cross_entropy_mean = tf.reduce_mean(cross_entropy) train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(LEARNING_RATE).minimize(#使用随机梯度下降算法 实现参数更新 cross_entropy_mean) # 计算正确率 with tf.name_scope('evaluation'): correct_prediction = tf.equal( tf.argmax(final_tensor, 1), tf.argmax(ground_truth_input, 1)) evaluation_step = tf.reduce_mean( tf.cast(correct_prediction, tf.float32))#根据给出的axis在input_tensor上求平均值 # tf.cast 转化数据格式至float32 # 训练过程 with tf.Session(graph=graph) as sess: init = tf.global_variables_initializer().run()#初始化模型的参数 # 模型和摘要的保存目录 import time timestamp = str(int(time.time())) out_dir = os.path.abspath(#存放模型和摘要目录 os.path.join(os.path.curdir, 'runs', timestamp)) print('\nWriting to {}\n'.format(out_dir)) # 损失值和正确率的摘要 loss_summary = tf.summary.scalar('loss', cross_entropy_mean)#用于画图loss 用来显示标量信息 acc_summary = tf.summary.scalar('accuracy', evaluation_step) # 训练摘要 train_summary_op = tf.summary.merge([loss_summary, acc_summary])#将所有summary全部保存到磁盘,以便tensorboard显示 train_summary_dir = os.path.join(out_dir, 'summaries', 'train')#./158.../train train_summary_writer = tf.summary.FileWriter(train_summary_dir,#指定一个文件用来保存图8 sess.graph) # 开发摘要 dev_summary_op = tf.summary.merge([loss_summary, acc_summary]) dev_summary_dir = os.path.join(out_dir, 'summaries', 'dev') dev_summary_writer = tf.summary.FileWriter(dev_summary_dir, sess.graph)#指定用一个文件来保存信息 # 保存检查点 checkpoint_dir = os.path.abspath(os.path.join(out_dir, 'checkpoints')) checkpoint_prefix = os.path.join(checkpoint_dir, 'model') if not os.path.exists(checkpoint_dir): os.makedirs(checkpoint_dir) saver = tf.train.Saver( tf.global_variables(), max_to_keep=NUM_CHECKPOINTS) for i in range(STEPS):#STEPS=1500 # 每次获取一个batch的训练数据 train_bottlenecks, train_ground_truth = get_random_cached_bottlenecks( sess, n_classes, image_lists, BATCH, 'training', jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor) _, train_summaries = sess.run( [train_step, train_summary_op], feed_dict={ bottleneck_input: train_bottlenecks, ground_truth_input: train_ground_truth }) # 保存每步的摘要 train_summary_writer.add_summary(train_summaries, i) # 在验证集上测试正确率 if i % 100 == 0 or i + 1 == STEPS:#bottle为新输入0.1234123.. validation_bottlenecks, validation_ground_truth = get_random_cached_bottlenecks( sess, n_classes, image_lists, BATCH, 'validation', jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor) validation_accuracy, dev_summaries = sess.run( [evaluation_step, dev_summary_op], feed_dict={ bottleneck_input: validation_bottlenecks, ground_truth_input: validation_ground_truth }) print( 'Step %d : Validation accuracy on random sampled %d examples = %.1f%%' % (i, BATCH, validation_accuracy * 100)) # 每隔checkpoint_every保存一次模型和测试摘要 if i % CHECKPOINT_EVERY == 0: dev_summary_writer.add_summary(dev_summaries, i) path = saver.save(sess, checkpoint_prefix, global_step=i) print('Saved model checkpoint to {}\n'.format(path)) # 最后在验证集上测试正确率 test_bottlenecks, test_ground_truth = get_test_bottlenecks( sess, image_lists, n_classes, jpeg_data_tensor, bottleneck_tensor) test_accuracy = sess.run( evaluation_step, feed_dict={ bottleneck_input: test_bottlenecks, ground_truth_input: test_ground_truth }) print('Final test accuracy = %.1f%%' % (test_accuracy * 100)) # 保存标签 output_labels = os.path.join(out_dir, 'labels.txt') with tf.gfile.FastGFile(output_labels, 'w') as f: keys = list(image_lists.keys()) for i in range(len(keys)): keys[i] = '%2d -> %s' % (i, keys[i]) f.write('\n'.join(keys) + '\n')if __name__ == '__main__': tf.app.run() #就是程序调用main()...
转载地址:https://blog.csdn.net/qq_41427834/article/details/105571524 如侵犯您的版权,请留言回复原文章的地址,我们会给您删除此文章,给您带来不便请您谅解!
发表评论
最新留言
不错!
[***.144.177.141]2024年04月14日 05时14分49秒
关于作者
喝酒易醉,品茶养心,人生如梦,品茶悟道,何以解忧?唯有杜康!
-- 愿君每日到此一游!
推荐文章
vim的常用配置及使用方法
2019-04-27
单片机I/O口推挽输出与开漏输出的区别
2019-04-27
unbalanced enable irq 问题的解决 以及共享的gpio中断引起的问题
2019-04-27
linux下使用update-alternatives切换java版本的正确姿势
2019-04-27
安卓升级固件update.zip解析
2019-04-27
Android FrameWork学习(二)Android系统源码调试
2019-04-27
android ART编译预优化
2019-04-27
代码Overlay机制
2019-04-27
高通平台 MIC BIAS 的问题
2019-04-27
读取SD卡里面的BMP文件 显示到TFT上
2019-04-27
Ubuntu搭建git服务器,外网可访问
2019-04-27
为我们助力的工具
2019-04-27
JDK,JRE,JVM区别与联系
2019-04-27
linux驱动——cmdline原理及利用
2019-04-27
git 创建远程分支和删除 master 分支
2019-04-27
git学习:关于origin和master,自己增加一部分
2019-04-27
S3C6410驱动I80接口LCD
2019-04-27