本文实例为大家分享了TensorFlow实现卷积神经网络的具体代码,供大家参考,具体内容如下
代码(源代码都有详细的注释)和数据集可以在github下载:
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# -*- coding: utf-8 -*-
'''卷积神经网络测试MNIST数据'''
#########导入MNIST数据########
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
import tensorflow as tf
mnist = input_data.read_data_sets( 'MNIST_data/' , one_hot = True )
# 创建默认InteractiveSession
sess = tf.InteractiveSession()
#########卷积网络会有很多的权重和偏置需要创建,先定义好初始化函数以便复用########
# 给权重制造一些随机噪声打破完全对称(比如截断的正态分布噪声,标准差设为0.1)
def weight_variable(shape):
initial = tf.truncated_normal(shape, stddev = 0.1 )
return tf.Variable(initial)
# 因为我们要使用ReLU,也给偏置增加一些小的正值(0.1)用来避免死亡节点(dead neurons)
def bias_variable(shape):
initial = tf.constant( 0.1 , shape = shape)
return tf.Variable(initial)
########卷积层、池化层接下来重复使用的,分别定义创建函数########
# tf.nn.conv2d是TensorFlow中的2维卷积函数
def conv2d(x, W):
return tf.nn.conv2d(x, W, strides = [ 1 , 1 , 1 , 1 ], padding = 'SAME' )
# 使用2*2的最大池化
def max_pool_2x2(x):
return tf.nn.max_pool(x, ksize = [ 1 , 2 , 2 , 1 ],strides = [ 1 , 2 , 2 , 1 ], padding = 'SAME' )
########正式设计卷积神经网络之前先定义placeholder########
# x是特征,y_是真实label。将图片数据从1D转为2D。使用tensor的变形函数tf.reshape
x = tf.placeholder(tf.float32, shape = [ None , 784 ])
y_ = tf.placeholder(tf.float32, shape = [ None , 10 ])
x_image = tf.reshape(x,[ - 1 , 28 , 28 , 1 ])
########设计卷积神经网络########
# 第一层卷积
# 卷积核尺寸为5*5,1个颜色通道,32个不同的卷积核
W_conv1 = weight_variable([ 5 , 5 , 1 , 32 ])
# 用conv2d函数进行卷积操作,加上偏置
b_conv1 = bias_variable([ 32 ])
# 把x_image和权值向量进行卷积,加上偏置项,然后应用ReLU激活函数,
h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1) + b_conv1)
# 对卷积的输出结果进行池化操作
h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1)
# 第二层卷积(和第一层大致相同,卷积核为64,这一层卷积会提取64种特征)
W_conv2 = weight_variable([ 5 , 5 , 32 , 64 ])
b_conv2 = bias_variable([ 64 ])
h_conv2 = tf.nn.relu(conv2d(h_pool1, W_conv2) + b_conv2)
h_pool2 = max_pool_2x2(h_conv2)
# 全连接层。隐含节点数1024。使用ReLU激活函数
W_fc1 = weight_variable([ 7 * 7 * 64 , 1024 ])
b_fc1 = bias_variable([ 1024 ])
h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2, [ - 1 , 7 * 7 * 64 ])
h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat, W_fc1) + b_fc1)
# 为了防止过拟合,在输出层之前加Dropout层
keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)
h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob)
# 输出层。添加一个softmax层,就像softmax regression一样。得到概率输出。
W_fc2 = weight_variable([ 1024 , 10 ])
b_fc2 = bias_variable([ 10 ])
y_conv = tf.nn.softmax(tf.matmul(h_fc1_drop, W_fc2) + b_fc2)
########模型训练设置########
# 定义loss function为cross entropy,优化器使用Adam,并给予一个比较小的学习速率1e-4
cross_entropy = tf.reduce_mean( - tf.reduce_sum(y_ * tf.log(y_conv),reduction_indices = [ 1 ]))
train_step = tf.train.AdamOptimizer( 1e - 4 ).minimize(cross_entropy)
# 定义评测准确率的操作
correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y_conv, 1 ), tf.argmax(y_, 1 ))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))
########开始训练过程########
# 初始化所有参数
tf.global_variables_initializer().run()
# 训练(设置训练时Dropout的kepp_prob比率为0.5。mini-batch为50,进行2000次迭代训练,参与训练样本5万)
# 其中每进行100次训练,对准确率进行一次评测keep_prob设置为1,用以实时监测模型的性能
for i in range ( 1000 ):
batch = mnist.train.next_batch( 50 )
if i % 100 = = 0 :
train_accuracy = accuracy. eval (feed_dict = {x:batch[ 0 ], y_: batch[ 1 ], keep_prob: 1.0 })
print "-->step %d, training accuracy %.4f" % (i, train_accuracy)
train_step.run(feed_dict = {x: batch[ 0 ], y_: batch[ 1 ], keep_prob: 0.5 })
# 全部训练完成之后,在最终测试集上进行全面测试,得到整体的分类准确率
print "卷积神经网络在MNIST数据集正确率: %g" % accuracy. eval (feed_dict = {
x: mnist.test.images, y_: mnist.test.labels, keep_prob: 1.0 })
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以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持服务器之家。
原文链接:https://blog.csdn.net/superman_xxx/article/details/63351947