python tensorflow基于cnn实现手写数字识别

yipeiwu_com6年前Python基础

一份基于cnn的手写数字自识别的代码,供大家参考,具体内容如下

# -*- coding: utf-8 -*-

import tensorflow as tf
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data

# 加载数据集
mnist = input_data.read_data_sets('MNIST_data', one_hot=True)

# 以交互式方式启动session
# 如果不使用交互式session,则在启动session前必须
# 构建整个计算图,才能启动该计算图
sess = tf.InteractiveSession()

"""构建计算图"""
# 通过占位符来为输入图像和目标输出类别创建节点
# shape参数是可选的,有了它tensorflow可以自动捕获维度不一致导致的错误
x = tf.placeholder("float", shape=[None, 784]) # 原始输入
y_ = tf.placeholder("float", shape=[None, 10]) # 目标值

# 为了不在建立模型的时候反复做初始化操作,
# 我们定义两个函数用于初始化
def weight_variable(shape):
 # 截尾正态分布,stddev是正态分布的标准偏差
 initial = tf.truncated_normal(shape=shape, stddev=0.1)
 return tf.Variable(initial)
def bias_variable(shape):
 initial = tf.constant(0.1, shape=shape)
 return tf.Variable(initial)

# 卷积核池化,步长为1,0边距
def conv2d(x, W):
 return tf.nn.conv2d(x, W, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
def max_pool_2x2(x):
 return tf.nn.max_pool(x, ksize=[1, 2, 2, 1],
       strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')

"""第一层卷积"""
# 由一个卷积和一个最大池化组成。滤波器5x5中算出32个特征,是因为使用32个滤波器进行卷积
# 卷积的权重张量形状是[5, 5, 1, 32],1是输入通道的个数,32是输出通道个数
W_conv1 = weight_variable([5, 5, 1, 32])
# 每一个输出通道都有一个偏置量
b_conv1 = bias_variable([32])

# 位了使用卷积,必须将输入转换成4维向量,2、3维表示图片的宽、高
# 最后一维表示图片的颜色通道(因为是灰度图像所以通道数维1,RGB图像通道数为3)
x_image = tf.reshape(x, [-1, 28, 28, 1])

# 第一层的卷积结果,使用Relu作为激活函数
h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1))
# 第一层卷积后的池化结果
h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1)

"""第二层卷积"""
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"""
# 图片尺寸减小到7*7,加入一个有1024个神经元的全连接层
W_fc1 = weight_variable([7*7*64, 1024])
b_fc1 = bias_variable([1024])
# 将最后的池化层输出张量reshape成一维向量
h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2, [-1, 7*7*64])
# 全连接层的输出
h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat, W_fc1) + b_fc1)

"""使用Dropout减少过拟合"""
# 使用placeholder占位符来表示神经元的输出在dropout中保持不变的概率
# 在训练的过程中启用dropout,在测试过程中关闭dropout
keep_prob = tf.placeholder("float")
h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob)

"""输出层"""
W_fc2 = weight_variable([1024, 10])
b_fc2 = bias_variable([10])
# 模型预测输出
y_conv = tf.nn.softmax(tf.matmul(h_fc1_drop, W_fc2) + b_fc2)

# 交叉熵损失
cross_entropy = -tf.reduce_sum(y_ * tf.log(y_conv))

# 模型训练,使用AdamOptimizer来做梯度最速下降
train_step = tf.train.AdamOptimizer(1e-4).minimize(cross_entropy)

# 正确预测,得到True或False的List
correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y_, 1), tf.argmax(y_conv, 1))
# 将布尔值转化成浮点数,取平均值作为精确度
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, "float"))

# 在session中先初始化变量才能在session中调用
sess.run(tf.global_variables_initializer())

# 迭代优化模型
for i in range(2000):
 # 每次取50个样本进行训练
 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}) # 模型中间不使用dropout
  print("step %d, training accuracy %g" % (i, train_accuracy))
 train_step.run(feed_dict={x:batch[0], y_:batch[1], keep_prob: 0.5})
print("test accuracy %g" % accuracy.eval(feed_dict={
   x: mnist.test.images, y_: mnist.test.labels, keep_prob: 1.0}))

做了2000次迭代,在测试集上的识别精度能够到0.9772……

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【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python中的Descriptor描述符学习教程

Descriptor是什么?简而言之,Descriptor是用来定制访问类或实例的成员的一种协议。额。。好吧,一句话是说不清楚的。下面先介绍一下Python中成员变量的定义和使用。 我们...

Python3实现mysql连接和数据框的形成(实例代码)

Python3实现mysql连接和数据框的形成,具体代码如下所示: # -*- coding:utf-8 -*- # __author__ = "LQ" import pymysql...

解决Python3.5+OpenCV3.2读取图像的问题

由于编码原因,opencv3.2无法用imread\imwrite直接读写含有中文字符的图像路径, 因此读写要用以下2个方法: import cv2 as c import num...

使用Python给头像戴上圣诞帽的图像操作过程解析

使用Python给头像戴上圣诞帽的图像操作过程解析

前言 随着圣诞的到来,大家纷纷@官方微信给自己的头像加上一顶圣诞帽。当然这种事情用很多P图软件都可以做到。但是作为一个学习图像处理的技术人,还是觉得我们有必要写一个程序来做这件事情。而且...

Python进程通信之匿名管道实例讲解

匿名管道 管道是一个单向通道,有点类似共享内存缓存.管道有两端,包括输入端和输出端.对于一个进程的而言,它只能看到管道一端,即要么是输入端要么是输出端. os.pipe()返回2个文件描...