使用tensorflow實現(xiàn)一個簡單的卷積神經(jīng),使用的數(shù)據(jù)集是MNIST,本節(jié)將使用兩個卷積層加一個全連接層,構(gòu)建一個簡單有代表性的卷積網(wǎng)絡。
代碼是按照書上的敲的,第一步就是導入數(shù)據(jù)庫,設置節(jié)點的初始值,Tf.nn.conv2d是tensorflow中的2維卷積,參數(shù)x是輸入,W是卷積的參數(shù),比如【5,5,1,32】,前面兩個數(shù)字代表卷積核的尺寸,第三個數(shù)字代表有幾個通道,比如灰度圖是1,彩色圖是3.最后一個代表卷積的數(shù)量,總的實現(xiàn)代碼如下:
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data import tensorflow as tf mnist = input_data.read_data_sets("MNSIT_data/", one_hot=True) sess = tf.InteractiveSession() # In[2]: #由于W和b在各層中均要用到,先定義乘函數(shù)。 #tf.truncated_normal:截斷正態(tài)分布,即限制范圍的正態(tài)分布 def weight_variable(shape): initial = tf.truncated_normal(shape, stddev=0.1) return tf.Variable(initial) # In[7]: #bias初始化值0.1. def bias_variable(shape): initial = tf.constant(0.1, shape=shape) return tf.Variable(initial) # In[12]: #tf.nn.conv2d:二維的卷積 #conv2d(input, filter, strides, padding, use_cudnn_on_gpu=None,data_format=None, name=None) #filter:A 4-D tensor of shape # `[filter_height, filter_width, in_channels, out_channels]` #strides:步長,都是1表示所有點都不會被遺漏。1-D 4值,表示每歌dim的移動步長。 # padding:邊界的處理方式,“SAME"、"VALID”可選 def conv2d(x, W): return tf.nn.conv2d(x, W, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME') #tf.nn.max_pool:大值池化函數(shù),即求2*2區(qū)域的大值,保留最顯著的特征。 #max_pool(value, ksize, strides, padding, data_format="NHWC", name=None) #ksize:池化窗口的尺寸 #strides:[1,2,2,1]表示橫豎方向步長為2 def max_pool_2x2(x): return tf.nn.max_pool(x, ksize=[1, 2, 2, 1], strides = [1, 2, 2, 1], padding='SAME') x = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784]) y_ = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10]) #tf.reshape:tensor的變形函數(shù)。 #-1:樣本數(shù)量不固定 #28,28:新形狀的shape #1:顏色通道數(shù) x_image = tf.reshape(x, [-1, 28, 28, 1]) #卷積層包含三部分:卷積計算、激活、池化 #[5,5,1,32]表示卷積核的尺寸為5×5, 顏色通道為1, 有32個卷積核 W_conv1 = weight_variable([5, 5, 1, 32]) b_conv1 = bias_variable([32]) h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1) + b_conv1) h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1) 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) #經(jīng)過2次2×2的池化后,圖像的尺寸變?yōu)?×7,第二個卷積層有64個卷積核,生成64類特征,因此,卷積最后輸出為7×7×64. #tensor進入全連接層之前,先將64張二維圖像變形為1維圖像,便于計算。 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) #對全連接層做dropot keep_prob = tf.placeholder(tf.float32) h_fc1_dropout = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob) #又一個全連接后foftmax分類 W_fc2 = weight_variable([1024, 10]) b_fc2 = bias_variable([10]) y_conv = tf.nn.softmax(tf.matmul(h_fc1_dropout, W_fc2) + b_fc2) cross_entropy = tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(y_*tf.log(y_conv), reduction_indices=[1])) #AdamOptimizer:Adam優(yōu)化函數(shù) train_step = tf.train.AdamOptimizer(1e-4).minimize(cross_entropy) correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y_, 1), tf.argmax(y_conv, 1)) accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32)) #訓練,并且每100個batch計算一次精度 tf.global_variables_initializer().run() for i in range(20000): 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 %g" %(i, train_accuracy)) train_step.run(feed_dict={x:batch[0], y_:batch[1], keep_prob:0.5}) #在測試集上測試 print("test accuracy %g"%accuracy.eval(feed_dict={x:mnist.test.images, y_:mnist.test.labels, keep_prob:1.0}))
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