基于小型训练集的卷积神经网络（kaggle - 猫狗分类）（《python深度学习》）

最新推荐文章于 2025-06-02 10:31:09 发布

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该博客介绍了如何在Kaggle猫狗分类数据集上构建卷积神经网络。作者详细阐述了数据预处理、网络构建（包括模型结构和编译）、模型拟合及绘图过程。通过4000张图片的训练，模型在验证集上的准确率约为75%，但存在过拟合问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

１数据集简介与预处理

kaggle猫狗分类数据集是kaggle在2013年末用作一项视觉竞赛的一部分。整个数据集包含12500张狗和12500张猫共计25000张图片，数据集大小为543MB（压缩后）。在本例中采用其中4000张图片，其中，每个类别选用1000个样本的训练集、每个类别各500个样本的验证集以及每个类别各500个样本的测试集。在模型设计搭建前应将以上的分类分门别类的放到文件夹中，可以手动复制，也可以使用python os与shutil 编程实现。分类好应如下图所示：

２构建网络

２.１模型构建

本例采用Conv2D（采用relu激活）和MaxPooling2D交替的卷积神经网络，考虑到图像的大小与复杂度等因素，相比于应用于MNIST数据集的简单卷积神经网络，应当适当的增加网络的容量。因此在本例中使用4组Conv2D和MaxPooling的组合，初始输入设定为150*150，在最后Flatten层之前得到的是一组7*7的特征图。后面全连接层包括一个节点数为512，激活函数为relu的隐藏层，以及激活函数为sigmoid的输出层，同时考虑到过拟合的问题，在输入层添加比例为50%的dropout。实现代码如下：

model = models.Sequential()
model.add(layers.Conv2D(32,(3,3),activation = 'relu',
    input_shape = (150,150,3)))
model.add(layers.MaxPooling2D((2,2)))
model.add(layers.Conv2D(64,(3,3),activation = 'relu'))
model.add(layers.MaxPooling2D((2,2)))
model.add(layers.Conv2D(128,(3,3),activation = 'relu'))
model.add(layers.MaxPooling2D((2,2)))
model.add(layers.Conv2D(64,(3,3),activation = 'relu'))
model.add(layers.MaxPooling2D((2,2)))
model.add(layers.Flatten())
model.add(layers.Dropout(0.5))
model.add(layers.Dense(512,activation = 'relu'))
model.add(layers.Dense(1,activation = 'sigmoid'))

模型概览如下：