卷积神经网络实现手写数据集的识别完整代码

时间: 2023-12-04 13:05:58 浏览: 72
PY

卷积神经网络实现手写数字识别代码

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以下是使用TensorFlow实现手写数字识别的卷积神经网络完整代码: ``` import tensorflow as tf from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data # Load the MNIST dataset mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/", one_hot=True) # Define the hyperparameters learning_rate = 0.001 training_iters = 20000 batch_size = 128 display_step = 10 # Define the network parameters n_input = 784 # MNIST data input (img shape: 28*28) n_classes = 10 # MNIST total classes (0-9 digits) dropout = 0.75 # Dropout, probability to keep units # Define the placeholders for inputs and labels x = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_input]) y = tf.placeholder(tf.float32, [None, n_classes]) keep_prob = tf.placeholder(tf.float32) # dropout (keep probability) # Define the conv2d function def conv2d(name, l_input, w, b, s): return tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(tf.nn.conv2d(l_input, w, strides=[1, s, s, 1], padding='SAME'), b), name=name) # Define the maxpool2d function def max_pool(name, l_input, k, s): return tf.nn.max_pool(l_input, ksize=[1, k, k, 1], strides=[1, s, s, 1], padding='SAME', name=name) # Define the normalization function def norm(name, l_input, lsize=4): return tf.nn.lrn(l_input, lsize, bias=1.0, alpha=0.001 / 9.0, beta=0.75, name=name) # Define the network def alex_net(_X, _weights, _biases, _dropout): # Reshape input picture _X = tf.reshape(_X, shape=[-1, 28, 28, 1]) # Convolution Layer 1 conv1 = conv2d('conv1', _X, _weights['wc1'], _biases['bc1'], 4) # Max Pooling (down-sampling) pool1 = max_pool('pool1', conv1, k=3, s=2) # Apply Normalization norm1 = norm('norm1', pool1, lsize=4) # Apply Dropout norm1 = tf.nn.dropout(norm1, _dropout) # Convolution Layer 2 conv2 = conv2d('conv2', norm1, _weights['wc2'], _biases['bc2'], 1) # Max Pooling (down-sampling) pool2 = max_pool('pool2', conv2, k=3, s=2) # Apply Normalization norm2 = norm('norm2', pool2, lsize=4) # Apply Dropout norm2 = tf.nn.dropout(norm2, _dropout) # Convolution Layer 3 conv3 = conv2d('conv3', norm2, _weights['wc3'], _biases['bc3'], 1) # Max Pooling (down-sampling) pool3 = max_pool('pool3', conv3, k=3, s=2) # Apply Normalization norm3 = norm('norm3', pool3, lsize=4) # Apply Dropout norm3 = tf.nn.dropout(norm3, _dropout) # Fully connected layer 1 dense1 = tf.reshape(norm3, [-1, _weights['wd1'].get_shape().as_list()[0]]) # Reshape conv3 output to fit dense layer input dense1 = tf.nn.relu(tf.matmul(dense1, _weights['wd1']) + _biases['bd1'], name='fc1') # Relu activation # Apply Dropout dense1 = tf.nn.dropout(dense1, _dropout) # Fully connected layer 2 dense2 = tf.nn.relu(tf.matmul(dense1, _weights['wd2']) + _biases['bd2'], name='fc2') # Relu activation # Apply Dropout dense2 = tf.nn.dropout(dense2, _dropout) # Output, class prediction out = tf.matmul(dense2, _weights['out']) + _biases['out'] return out # Define the weights and biases weights = { 'wc1': tf.Variable(tf.random_normal([11, 11, 1, 96])), 'wc2': tf.Variable(tf.random_normal([5, 5, 96, 256])), 'wc3': tf.Variable(tf.random_normal([3, 3, 256, 384])), 'wd1': tf.Variable(tf.random_normal([4*4*384, 1024])), 'wd2': tf.Variable(tf.random_normal([1024, 1024])), 'out': tf.Variable(tf.random_normal([1024, n_classes])) } biases = { 'bc1': tf.Variable(tf.random_normal([96])), 'bc2': tf.Variable(tf.random_normal([256])), 'bc3': tf.Variable(tf.random_normal([384])), 'bd1': tf.Variable(tf.random_normal([1024])), 'bd2': tf.Variable(tf.random_normal([1024])), 'out': tf.Variable(tf.random_normal([n_classes])) } # Construct the model pred = alex_net(x, weights, biases, keep_prob) # Define the loss function and optimizer cost = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=pred, labels=y)) optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=learning_rate).minimize(cost) # Evaluate the model correct_pred = tf.equal(tf.argmax(pred, 1), tf.argmax(y, 1)) accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_pred, tf.float32)) # Initialize the variables init = tf.global_variables_initializer() # Launch the graph with tf.Session() as sess: sess.run(init) step = 1 # Keep training until reach max iterations while step * batch_size < training_iters: batch_x, batch_y = mnist.train.next_batch(batch_size) # Run optimization op (backprop) sess.run(optimizer, feed_dict={x: batch_x, y: batch_y, keep_prob: dropout}) if step % display_step == 0: # Calculate batch loss and accuracy loss, acc = sess.run([cost, accuracy], feed_dict={x: batch_x, y: batch_y, keep_prob: 1.}) print("Iter " + str(step*batch_size) + ", Minibatch Loss= " + "{:.6f}".format(loss) + ", Training Accuracy= " + "{:.5f}".format(acc)) step += 1 print("Optimization Finished!") # Calculate accuracy for 256 mnist test images print("Testing Accuracy:", sess.run(accuracy, feed_dict={x: mnist.test.images[:256], y: mnist.test.labels[:256], keep_prob: 1.})) ``` 注意:这里的代码使用的是AlexNet模型,如果需要使用其他模型,需要相应地修改网络结构。
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