卷积神经网络之ResNet50迁移学习

数据准备

下载狗与狼分类数据集,数据来自ImageNet,每个分类有大约120张训练图像与30张验证图像。使用download接口下载数据集,并自动解压到当前目录。

全是小狗的图片

另一边全是狼的图片

加载数据集

狼狗数据集提取自ImageNet分类数据集,使用mindspore.dataset.ImageFolderDataset接口来加载数据集,并进行相关图像增强操作。

数据集可视化

训练数据集通过MindSpore的ImageFolderDataset接口加载,返回值为字典。用户可以通过create_dict_iterator接口创建数据迭代器,使用next迭代访问数据集。在本章中,每次使用next可获取18个图像及标签数据。

训练模型

构建Resnet50网络

固定特征进行训练

训练和评估

可视化模型预测

总结

使用迁移学习方法对ImageNet数据集中的狼和狗图像进行分类的案例。首先介绍了数据集的下载和预处理操作,然后使用ResNet50模型进行训练和验证,最后保存了精度最高的模型参数。同时也展示了预测结果的可视化以及固定特征进行训练的方法。

基于CNN卷积神经网络ResNet50残差网络)的项目通常用于图像分类、目标检测图像分割等计算机视觉任务。ResNet50是一种深度卷积神经网络,具有50个卷积层,通过引入残差块(Residual Blocks)来解决深层网络中的梯度消失问题,从而使得网络能够更深、更复杂。 ### 项目概述 #### 1. 项目背景 在深度学习领域,卷积神经网络CNN)在图像处理任务中表现出色。ResNet50是其中的一个经典模型,因其在ImageNet数据集上的优异表现而被广泛应用。 #### 2. 项目目标 - **图像分类**:将输入图像分类到预定义的类别中。 - **目标检测**:识别并定位图像中的多个目标。 - **图像分割**:将图像分割成不同的区域,每个区域属于不同的类别。 #### 3. 技术路线 - **数据预处理**:包括图像缩放、归一化、数据增强等。 - **模型搭建**:使用ResNet50作为基础模型,进行微调或迁移学习- **模型训练**:使用训练数据进行模型训练,调整超参数以优化性能。 - **模型评估**:使用验证集测试集评估模型性能,计算准确率、召回率、F1-score等指标。 - **模型部署**:将训练好的模型部署到生产环境中,提供API接口或集成到应用程序中。 ### 关键步骤 #### 数据预处理 ```python from tensorflow.keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator train_datagen = ImageDataGenerator( rescale=1./255, shear_range=0.2, zoom_range=0.2, horizontal_flip=True) train_generator = train_datagen.flow_from_directory( 'data/train', target_size=(224, 224), batch_size=32, class_mode='categorical') ``` #### 模型搭建 ```python from tensorflow.keras.applications import ResNet50 from tensorflow.keras.models import Model from tensorflow.keras.layers import Dense, GlobalAveragePooling2D base_model = ResNet50(weights='imagenet', include_top=False) x = base_model.output x = GlobalAveragePooling2D()(x) x = Dense(1024, activation='relu')(x) predictions = Dense(num_classes, activation='softmax')(x) model = Model(inputs=base_model.input, outputs=predictions) ``` #### 模型训练 ```python model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) model.fit( train_generator, steps_per_epoch=train_generator.samples // train_generator.batch_size, epochs=10, validation_data=validation_generator) ``` #### 模型评估 ```python test_loss, test_accuracy = model.evaluate(test_generator, steps=test_generator.samples // test_generator.batch_size) print('Test accuracy:', test_accuracy) ``` ### 应用场景 - **医疗影像分析**:如肿瘤检测、疾病分类。 - **自动驾驶**:如行人检测、车道识别。 - **安防监控**:如人脸识别、异常行为检测。
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