引入VGG16训练模型,并在代码中做出注释

时间: 2024-10-25 20:09:17 浏览: 68
好的,我将为您修改代码以引入 VGG16 模型,并添加相应的注释。以下是修改后的代码: ```python import os import json import numpy as np import pandas as pd from PIL import Image import tensorflow as tf from sklearn.model_selection import train_test_split from tensorflow.keras.applications.vgg16 import VGG16 from tensorflow.keras.models import Model from tensorflow.keras.layers import Dense, GlobalAveragePooling2D, Dropout from tensorflow.keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator from tensorflow.keras.optimizers import Adam from sklearn.metrics import f1_score, accuracy_score # 加载数据集 def load_data(data_dir, label_path): # 读取标签文件 with open(label_path, 'r') as f: labels_list = json.load(f) # 将标签文件转换为字典格式 labels = {item['文件名']: item['标签'] for item in labels_list if '文件名' in item and '标签' in item} images = [] targets = [] # 遍历所有图像文件并加载图像 for file_name, label in labels.items(): img_path = os.path.join(data_dir, file_name) if not os.path.exists(img_path): continue img = Image.open(img_path).resize((224, 224)) # VGG16 输入尺寸为 224x224 img_array = np.array(img) / 255.0 # 归一化图像像素值 images.append(img_array) targets.append(label) if len(images) == 0: raise ValueError("No valid images found.") return np.array(images), np.array(targets) # 数据目录和标签路径 data_dir = "C:\\Users\\24067\\Desktop\\peach_split\\train" label_path = "C:\\Users\\24067\\Desktop\\train_label.json" # 加载训练数据 images, labels = load_data(data_dir, label_path) # 标签映射 label_map = {'特级': 3, '一级': 2, '二级': 1, '三级': 0} labels = np.array([label_map[label] for label in labels]) # 划分训练集和验证集 X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(images, labels, test_size=0.2, random_state=42) # 创建 VGG16 模型 def create_vgg16_model(input_shape=(224, 224, 3)): # 加载预训练的 VGG16 模型,不包括顶层分类器 base_model = VGG16(weights='imagenet', include_top=False, input_shape=input_shape) # 冻结基础模型的权重 for layer in base_model.layers: layer.trainable = False # 添加自定义顶层分类器 x = base_model.output x = GlobalAveragePooling2D()(x) x = Dense(1024, activation='relu')(x) x = Dropout(0.5)(x) predictions = Dense(4, activation='softmax')(x) # 构建新的模型 model = Model(inputs=base_model.input, outputs=predictions) return model # 实例化模型 model = create_vgg16_model() # 编译模型 model.compile(optimizer=Adam(learning_rate=0.001), loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) # 图像增强 datagen = ImageDataGenerator( rotation_range=20, # 随机旋转角度 width_shift_range=0.2, # 水平偏移范围 height_shift_range=0.2, # 垂直偏移范围 horizontal_flip=True, # 水平翻转 vertical_flip=True # 垂直翻转 ) # 训练模型 history = model.fit(datagen.flow(X_train, y_train, batch_size=32), epochs=1, validation_data=(X_val, y_val)) # 评估模型 def evaluate_model(model, X, y): predictions = model.predict(X) predicted_labels = np.argmax(predictions, axis=1) accuracy = accuracy_score(y, predicted_labels) f1 = f1_score(y, predicted_labels, average='weighted') print(f'Accuracy: {accuracy:.4f}') print(f'F1 Score: {f1:.4f}') return accuracy, f1 evaluate_model(model, X_val, y_val) # 预测测试集并保存结果 def predict_and_save(test_data_dir, test_label_path, output_path): test_images = [] test_file_names = [] # 读取测试集标签文件 with open(test_label_path, 'r') as f: test_labels_list = json.load(f) test_labels = {item['文件名']: item['标签'] for item in test_labels_list if '文件名' in item and '标签' in item} # 加载测试集图像 for file_name in test_labels.keys(): img_path = os.path.join(test_data_dir, file_name) if not os.path.exists(img_path): continue img = Image.open(img_path).resize((224, 224)) # VGG16 输入尺寸为 224x224 img_array = np.array(img) / 255.0 test_images.append(img_array) test_file_names.append(file_name) test_images = np.array(test_images) predictions = model.predict(test_images) predicted_labels = np.argmax(predictions, axis=1) # 反向映射标签 label_map_inv = {v: k for k, v in label_map.items()} predicted_labels = [label_map_inv[label] for label in predicted_labels] # 生成提交文件 submission_df = pd.DataFrame({'文件名': test_file_names, '标签': predicted_labels}) submission_df.to_csv(output_path, index=False) # 测试集目录和标签路径 test_data_dir = "C:\\Users\\24067\\Desktop\\peach_split\\test" test_label_path = "C:\\Users\\24067\\Desktop\\train_label.json" output_path = "C:\\Users\\24067\\Desktop\\data\\submission.csv" # 进行预测并保存结果 predict_and_save(test_data_dir, test_label_path, output_path) ``` ### 主要改动点: 1. **调整图像尺寸**:VGG16 的输入尺寸为 `224x224`,因此需要将图像调整为该尺寸。 2. **创建 VGG16 模型**:使用 `VGG16` 预训练模型,并冻结其权重,然后在其基础上添加自定义的顶层分类器。 3. **编译和训练模型**:保持原有的编译和训练步骤不变。 希望这些修改对您有帮助!如果您有任何进一步的问题,请随时告诉我。
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