竞赛 深度学习猫狗分类 - python opencv cnn

文章目录

  • 0 前言
  • 1 课题背景
  • 2 使用CNN进行猫狗分类
  • 3 数据集处理
  • 4 神经网络的编写
  • 5 Tensorflow计算图的构建
  • 6 模型的训练和测试
  • 7 预测效果
  • 8 最后

0 前言

🔥 优质竞赛项目系列,今天要分享的是

🚩 **基于深度学习猫狗分类 **

该项目较为新颖,适合作为竞赛课题方向,学长非常推荐!

🥇学长这里给一个题目综合评分(每项满分5分)

  • 难度系数:3分
  • 工作量:3分
  • 创新点:3分

🧿 更多资料, 项目分享:

https://gitee.com/dancheng-senior/postgraduate

在这里插入图片描述

1 课题背景

要说到深度学习图像分类的经典案例之一,那就是猫狗大战了。猫和狗在外观上的差别还是挺明显的,无论是体型、四肢、脸庞和毛发等等,
都是能通过肉眼很容易区分的。那么如何让机器来识别猫和狗呢?这就需要使用卷积神经网络来实现了。
本项目的主要目标是开发一个可以识别猫狗图像的系统。分析输入图像,然后预测输出。实现的模型可以根据需要扩展到网站或任何移动设备。我们的主要目标是让模型学习猫和狗的各种独特特征。一旦模型的训练完成,它将能够区分猫和狗的图像。

2 使用CNN进行猫狗分类

卷积神经网络 (CNN)
是一种算法,将图像作为输入,然后为图像的所有方面分配权重和偏差,从而区分彼此。神经网络可以通过使用成批的图像进行训练,每个图像都有一个标签来识别图像的真实性质(这里是猫或狗)。一个批次可以包含十分之几到数百个图像。

对于每张图像,将网络预测与相应的现有标签进行比较,并评估整个批次的网络预测与真实值之间的距离。然后,修改网络参数以最小化距离,从而增加网络的预测能力。类似地,每个批次的训练过程都是类似的。
在这里插入图片描述

3 数据集处理

猫狗照片的数据集直接从kaggle官网下载即可,下载后解压,这是我下载的数据:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
相关代码

import os,shutiloriginal_data_dir = "G:/Data/Kaggle/dogcat/train"base_dir = "G:/Data/Kaggle/dogcat/smallData"if os.path.isdir(base_dir) == False:os.mkdir(base_dir)# 创建三个文件夹用来存放不同的数据:train,validation,testtrain_dir = os.path.join(base_dir,'train')if os.path.isdir(train_dir) == False:os.mkdir(train_dir)validation_dir = os.path.join(base_dir,'validation')if os.path.isdir(validation_dir) == False:os.mkdir(validation_dir)test_dir = os.path.join(base_dir,'test')if os.path.isdir(test_dir) == False:os.mkdir(test_dir)# 在文件中:train,validation,test分别创建cats,dogs文件夹用来存放对应的数据train_cats_dir = os.path.join(train_dir,'cats')if os.path.isdir(train_cats_dir) == False:os.mkdir(train_cats_dir)train_dogs_dir = os.path.join(train_dir,'dogs')if os.path.isdir(train_dogs_dir) == False:os.mkdir(train_dogs_dir)validation_cats_dir = os.path.join(validation_dir,'cats')if os.path.isdir(validation_cats_dir) == False:os.mkdir(validation_cats_dir)validation_dogs_dir = os.path.join(validation_dir,'dogs')if os.path.isdir(validation_dogs_dir) == False:os.mkdir(validation_dogs_dir)test_cats_dir = os.path.join(test_dir,'cats')if os.path.isdir(test_cats_dir) == False:os.mkdir(test_cats_dir)test_dogs_dir = os.path.join(test_dir,'dogs')if os.path.isdir(test_dogs_dir) == False:os.mkdir(test_dogs_dir)#将原始数据拷贝到对应的文件夹中 catfnames = ['cat.{}.jpg'.format(i) for i in range(1000)]for fname in fnames:src = os.path.join(original_data_dir,fname)dst = os.path.join(train_cats_dir,fname)shutil.copyfile(src,dst)fnames = ['cat.{}.jpg'.format(i) for i in range(1000,1500)]for fname in fnames:src = os.path.join(original_data_dir,fname)dst = os.path.join(validation_cats_dir,fname)shutil.copyfile(src,dst)fnames = ['cat.{}.jpg'.format(i) for i in range(1500,2000)]for fname in fnames:src = os.path.join(original_data_dir,fname)dst = os.path.join(test_cats_dir,fname)shutil.copyfile(src,dst)#将原始数据拷贝到对应的文件夹中 dog
fnames = ['dog.{}.jpg'.format(i) for i in range(1000)]
for fname in fnames:src = os.path.join(original_data_dir,fname)dst = os.path.join(train_dogs_dir,fname)shutil.copyfile(src,dst)fnames = ['dog.{}.jpg'.format(i) for i in range(1000,1500)]
for fname in fnames:src = os.path.join(original_data_dir,fname)dst = os.path.join(validation_dogs_dir,fname)shutil.copyfile(src,dst)fnames = ['dog.{}.jpg'.format(i) for i in range(1500,2000)]
for fname in fnames:src = os.path.join(original_data_dir,fname)dst = os.path.join(test_dogs_dir,fname)shutil.copyfile(src,dst)
print('train cat images:', len(os.listdir(train_cats_dir)))
print('train dog images:', len(os.listdir(train_dogs_dir)))
print('validation cat images:', len(os.listdir(validation_cats_dir)))
print('validation dog images:', len(os.listdir(validation_dogs_dir)))
print('test cat images:', len(os.listdir(test_cats_dir)))
print('test dog images:', len(os.listdir(test_dogs_dir)))
train cat images: 1000
train dog images: 1000
validation cat images: 500
validation dog images: 500
test cat images: 500
test dog images: 500

4 神经网络的编写

cnn卷积神经网络的编写如下,编写卷积层、池化层和全连接层的代码

conv1_1 = tf.layers.conv2d(x, 16, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv1_1')
conv1_2 = tf.layers.conv2d(conv1_1, 16, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv1_2')
pool1 = tf.layers.max_pooling2d(conv1_2, (2, 2), (2, 2), name='pool1')
conv2_1 = tf.layers.conv2d(pool1, 32, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv2_1')
conv2_2 = tf.layers.conv2d(conv2_1, 32, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv2_2')
pool2 = tf.layers.max_pooling2d(conv2_2, (2, 2), (2, 2), name='pool2')
conv3_1 = tf.layers.conv2d(pool2, 64, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv3_1')
conv3_2 = tf.layers.conv2d(conv3_1, 64, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv3_2')
pool3 = tf.layers.max_pooling2d(conv3_2, (2, 2), (2, 2), name='pool3')
conv4_1 = tf.layers.conv2d(pool3, 128, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv4_1')
conv4_2 = tf.layers.conv2d(conv4_1, 128, (3, 3), padding='same', activation=tf.nn.relu, name='conv4_2')
pool4 = tf.layers.max_pooling2d(conv4_2, (2, 2), (2, 2), name='pool4')flatten = tf.layers.flatten(pool4)
fc1 = tf.layers.dense(flatten, 512, tf.nn.relu)
fc1_dropout = tf.nn.dropout(fc1, keep_prob=keep_prob)
fc2 = tf.layers.dense(fc1, 256, tf.nn.relu)
fc2_dropout = tf.nn.dropout(fc2, keep_prob=keep_prob)
fc3 = tf.layers.dense(fc2, 2, None)

5 Tensorflow计算图的构建

然后,再搭建tensorflow的计算图,定义占位符,计算损失函数、预测值和准确率等等

self.x = tf.placeholder(tf.float32, [None, IMAGE_SIZE, IMAGE_SIZE, 3], 'input_data')
self.y = tf.placeholder(tf.int64, [None], 'output_data')
self.keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)
# 图片输入网络中
fc = self.conv_net(self.x, self.keep_prob)
self.loss = tf.losses.sparse_softmax_cross_entropy(labels=self.y, logits=fc)
self.y_ = tf.nn.softmax(fc) # 计算每一类的概率
self.predict = tf.argmax(fc, 1)
self.acc = tf.reduce_mean(tf.cast(tf.equal(self.predict, self.y), tf.float32))
self.train_op = tf.train.AdamOptimizer(LEARNING_RATE).minimize(self.loss)
self.saver = tf.train.Saver(max_to_keep=1)

最后的saver是要将训练好的模型保存到本地。

6 模型的训练和测试

然后编写训练部分的代码,训练步骤为1万步

acc_list = []
with tf.Session() as sess:sess.run(tf.global_variables_initializer())for i in range(TRAIN_STEP):train_data, train_label, _ = self.batch_train_data.next_batch(TRAIN_SIZE)eval_ops = [self.loss, self.acc, self.train_op]eval_ops_results = sess.run(eval_ops, feed_dict={self.x:train_data,self.y:train_label,self.keep_prob:0.7})loss_val, train_acc = eval_ops_results[0:2]acc_list.append(train_acc)if (i+1) % 100 == 0:acc_mean = np.mean(acc_list)print('step:{0},loss:{1:.5},acc:{2:.5},acc_mean:{3:.5}'.format(i+1,loss_val,train_acc,acc_mean))if (i+1) % 1000 == 0:test_acc_list = []for j in range(TEST_STEP):test_data, test_label, _ = self.batch_test_data.next_batch(TRAIN_SIZE)acc_val = sess.run([self.acc],feed_dict={self.x:test_data,self.y:test_label,self.keep_prob:1.0})test_acc_list.append(acc_val)print('[Test ] step:{0}, mean_acc:{1:.5}'.format(i+1, np.mean(test_acc_list)))# 保存训练后的模型os.makedirs(SAVE_PATH, exist_ok=True)self.saver.save(sess, SAVE_PATH + 'my_model.ckpt')

训练结果如下:
在这里插入图片描述
训练1万步后模型测试的平均准确率有0.82。

7 预测效果

选取三张图片测试
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
可见,模型准确率还是较高的。

8 最后

🧿 更多资料, 项目分享:

https://gitee.com/dancheng-senior/postgraduate

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/160273.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

AI写作软件哪个好?这3个AI写作神器用了都说好!

随着信息时代的快速发展,AI写作早已成为人们创作内容的重要途径之一,在使用AI软件进行创作之前,当然要选择一个优质的写作软件,不过只要你拥有了这3款写作神器,你就能轻松创作出高质量的文章,我们一起来看看…

前端找工作好难啊,准备转行了

前言 23年本科应届生,培训机构出来找了2个月,全国海投,3k白干都没人要。 所以经过朋友的推荐,我开始学习网络安全,一共学了大概 5 个多月的时间,今年的 3 月 6 号在长沙找到了一份安全研发的工作&#xff…

建议收藏《2023华为海思实习笔试-数字芯片真题+解析》(附下载)

华为海思一直以来是从业者想要进入的热门公司。但是岗位就那么多,在面试的时候,很多同学因为准备不充分,与岗位失之交臂,无缘进入该公司。今天为大家带来《2023华为海思实习笔试-数字芯片真题解析》题目来源于众多网友对笔试的记录…

HTML 表格

<!DOCTYPE html> <html lang"en"><head><meta charset"UTF-8"><meta name"viewport" content"widthdevice-width, initial-scale1.0"><title>表格标签</title>/* <style>.yun {widt…

Pytest-Allure及Allure命令使用

一、Allure介绍 Allure是Pytest用于生成测试报告的框架&#xff0c;提供丰富的测试报告功能&#xff1b; 二、Allure安装 Allure安装分为2块&#xff0c;分别是pytest-Allure库安装&#xff0c;本地生成报告并导出的命令行allure安装&#xff1b; 1、pytest-Allure库安装 …

AITO问界崛起的“临门一脚”,落在了赛力斯汽车的智慧工厂里

文 | 智能相对论 作者 | 沈浪 AITO问界新M7的销量爆了&#xff0c;口碑也紧接着“爆”了。 AITO问界新M7系列上市以来50天&#xff0c;累计大定突破8万辆。AITO问界M9预计今年12月上市&#xff0c;预订超过了1.5万辆。根据最新公布的产销数据&#xff0c;在过去的10月份&…

Git 案例(企业如何使用git开发项目)

一、企业中我们是如何开发 1) 入职第一天,管理人员分配/git账号密码 2) 开发人员下载代码即文档/ 根据文档将环境搭建成功 3) 团队一般会给你讲讲项目相关的支持 4) 你接到第一个需求(或者某个功能,一般要经过沟通,分析,设计...等过程) 5) 创建feature分支(一般一个需求对应…

K8S的pod创建过程

创建流程图 用户发起请求创建deployment&#xff1b;apiserver收到创建资源的请求&#xff0c;apiserver对客户端操作进行身份认证&#xff0c;认证完成后接受该请求&#xff0c;并把相关的信息保存到etcd中&#xff0c;然后返回确认信息给客户端&#xff1b;apiserver向etcd…

解决爬虫在重定向(Redirect)情况下,URL没有变化的方法

重定向是一种网络服务&#xff0c;它可以实现从一个网页跳转到另一个网页的功能。它把用户请求的网页重定向到一个新的位置&#xff0c;而这个位置可以是更新的网页&#xff0c;或最初请求的网页的不同版本。另外&#xff0c;它还可以用来改变用户流量&#xff0c;当用户请求某…

VSCode 的 C/C++ 开发环境的傻瓜级自动部署程序

软件介绍 VSCode 是一款优秀的编辑器&#xff0c;可以通过各种插件&#xff0c;将其配置成 C/C 开发环境。只是对于初学者而言&#xff0c;配置步骤有点繁琐。 软件 VSCode-Setup(MinGW) 提供了自动下载安装 VSCode 并配置成 C/C 开发环境的功能。无需担心该软件会对系统有额…

jeecg-uniapp 转成小程序的过程 以及报错 uniapp点击事件

uniapp 点击事件 tap: 单击事件 confirm: 回车事件 blur:失去焦点事件 touchstart: 触摸开始事件 touchmove: 触摸移动事件。 touchend: 触摸结束事件。 longpress: 长按事件。 input: 输入框内容变化事件。 change: 表单元素值变化事件。 submit: 表单提交事件。 scroll: 滚动…

Git(七).git 文件夹瘦身,GitLab 永久删除文件

目录 一、问题背景二、问题复现2.1 新建项目2.2 上传大文件2.3 上传结果 三、解决方案3.1 GitLab备份与还原1&#xff09;备份2&#xff09;还原 3.2 删除方式一&#xff1a;git filter-repo 命令【推荐】1&#xff09;安装2&#xff09;删除本地仓库文件3&#xff09;重新关联…