python+keras:識別狗的品種,準確率超過80%!
model.fit(train_generator, epochs=5, validation_data=valid_generator, callbacks=[checkpointer])我們使用一個ModelCheckpoint的回調(diào)來保存驗證分數(shù)較高的模型。通過測試模型,我們得到的準確率只有1%左右使用遷移學習現(xiàn)在,我們使用遷移學習來實現(xiàn)更高的準確率。首先我們下載ResNet-50,可以通過運行下面的代碼來提取相應的訓練集、測試和驗證集:bottleneck_features = np.load('Data/bottleneck_features/DogResnet50Data.npz')train_Resnet50 = bottleneck_features['train']valid_Resnet50 = bottleneck_features['valid']test_Resnet50 = bottleneck_features['test']我們現(xiàn)在再次定義模型,并對提取的特征使用GlobalAveragePooling2D,它將一組特征平均為一個值。最后,如果驗證損失在兩個連續(xù)的epoch內(nèi)沒有增加,我們使用額外的回調(diào)來降低學習率;如果驗證損失在連續(xù)的5個epoch內(nèi)沒有增加,可以提前停止訓練。Resnet50_model = tf.keras.models.Sequential()Resnet50_model.a(chǎn)dd(tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D(input_shape=train_Resnet50.shape[1:]))Resnet50_model.a(chǎn)dd(tf.keras.layers.Dense(1024, activation='relu'))Resnet50_model.a(chǎn)dd(tf.keras.layers.Dense(133, activation='softmax'))
Resnet50_model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='rmsprop', metrics=['accuracy'])
checkpointer = tf.keras.callbacks.ModelCheckpoint(filepath='saved_models/weights_best_Resnet50.hdf5', verbose=1, save_best_only=True)early_stopping = tf.keras.callbacks.EarlyStopping(patience=5, monitor='val_loss')
reduce_lr = tf.keras.callbacks.ReduceLROnPlateau(patience=2, monitor='val_loss')Resnet50_model.fit(train_Resnet50, train_targets, validation_data=(valid_Resnet50, valid_targets), epochs=50, batch_size=20, callbacks=[checkpointer, early_stopping, reduce_lr], verbose=1)### 訓練模型最后在測試集上的準確率為82.65%,這與我們白手起家訓練的模型相比,是一個巨大的進步。構(gòu)建web應用程序?qū)τ趙eb應用程序,我們首先編寫了一個helper函數(shù),該函數(shù)接受圖像路徑并返回品種。label_to_cat字典將每個數(shù)字標簽映射到它的狗品種。def predict_breed(img_path): '''預測給定圖像的品種''' # 提取特征 bottleneck_feature = extract_Resnet50(path_to_tensor(img_path)) bottleneck_feature = tf.keras.models.Sequential([ tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D(input_shape=bottleneck_feature.shape[1:]) ]).predict(bottleneck_feature).reshape(1, 1, 1, 2048) # 獲得預測向量 predicted_vector = Resnet50_model.predict(bottleneck_feature) # 模型預測的犬種 return label_to_cat[np.a(chǎn)rgmax(predicted_vector)]對于web應用程序,我們將使用flaskweb框架來幫助我們用最少的代碼創(chuàng)建web應用程序。我們定義一個接受圖像的路由,并用狗的品種呈現(xiàn)一個輸出模板@app.route('/upload', methods=['POST','GET'])def upload_file(): if request.method == 'GET': return render_template('index.html') else: file = request.files['image'] full_name = os.path.join(UPLOAD_FOLDER, file.filename) file.save(full_name) dog_breed = dog_breed_classifier(full_name) return render_template('predict.html', image_file_name = file.filename, label = dog_breed)predict.html是分別顯示圖像及其犬種的模板。結(jié)論祝賀你!你已經(jīng)成功地實現(xiàn)了一個狗品種分類器,并且可以準確地分辨出狗的品種。讓我們總結(jié)一下我們在這里學到的知識:我們對數(shù)據(jù)集進行了分析和預處理。機器學習算法需要單獨的訓練集、測試集和驗證集來進行置信預測。我們從零開始使用CNN,由于未能提取特征,所以表現(xiàn)不佳。然后我們使用了遷移學習,準確度大大提高最后,我們構(gòu)建了一個Flask web應用程序來實現(xiàn)我們的項目封裝我們確實學到了很多東西,但你還可以嘗試很多其他的事情。你可以在heroku上部署web應用程序,也可以嘗試使用不同的層(如Dropout層)來提高準確性。參考鏈接:https://towardsdatascience.com/dont-know-the-breed-of-your-dog-ml-can-h(huán)elp-6558eb5f7f05
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