用堆叠自编码器对指定文件夹内的图像进行分类并生成混淆矩阵tensorflow代码

时间: 2023-06-09 08:05:07 浏览: 45
首先,需要导入必要的库: ``` import tensorflow as tf import numpy as np import os ``` 然后,定义一些必要的超参数: ``` num_epochs = 10 batch_size = 32 learning_rate = 0.001 latent_size = 64 num_classes = 10 ``` 接下来,定义一个函数用于读取文件夹内的图像数据: ``` def load_data(folder): data = [] labels = [] for subdir in os.listdir(folder): for file in os.listdir(os.path.join(folder, subdir)): img = tf.keras.preprocessing.image.load_img(os.path.join(folder, subdir, file), target_size=(128, 128)) img = tf.keras.preprocessing.image.img_to_array(img) data.append(img) labels.append(subdir) return np.asarray(data), np.asarray(labels) ``` 然后,准备数据集: ``` train_folder = "train_folder_path" test_folder = "test_folder_path" train_data, train_labels = load_data(train_folder) test_data, test_labels = load_data(test_folder) train_labels = tf.keras.utils.to_categorical(train_labels, num_classes=num_classes) test_labels = tf.keras.utils.to_categorical(test_labels, num_classes=num_classes) train_dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((train_data, train_labels)).shuffle(len(train_data)).batch(batch_size).prefetch(1) test_dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((test_data, test_labels)).batch(batch_size).prefetch(1) ``` 定义堆叠自编码器模型: ``` class Autoencoder(tf.keras.Model): def __init__(self, latent_size): super(Autoencoder, self).__init__() self.encoder = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Conv2D(filters=32, kernel_size=3, activation='relu', padding='same'), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)), tf.keras.layers.Conv2D(filters=64, kernel_size=3, activation='relu', padding='same'), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)), tf.keras.layers.Conv2D(filters=128, kernel_size=3, activation='relu', padding='same'), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)), tf.keras.layers.Flatten(), tf.keras.layers.Dense(latent_size, activation='relu') ]) self.decoder = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Dense(8*8*128, activation='relu'), tf.keras.layers.Reshape(target_shape=(8, 8, 128)), tf.keras.layers.Conv2DTranspose(filters=64, kernel_size=3, strides=2, padding='same', activation='relu'), tf.keras.layers.Conv2DTranspose(filters=32, kernel_size=3, strides=2, padding='same', activation='relu'), tf.keras.layers.Conv2DTranspose(filters=3, kernel_size=3, padding='same', activation=None) ]) def call(self, x): encoded = self.encoder(x) decoded = self.decoder(encoded) return decoded, encoded ``` 定义训练过程: ``` autoencoder = Autoencoder(latent_size) optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=learning_rate) for epoch in range(num_epochs): train_loss = 0. test_loss = 0. for batch, (x, _) in enumerate(train_dataset): with tf.GradientTape() as tape: recon, _ = autoencoder(x) loss = tf.keras.losses.mean_squared_error(x, recon) gradients = tape.gradient(loss, autoencoder.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, autoencoder.trainable_variables)) train_loss += loss.numpy() for batch, (x, _) in enumerate(test_dataset): recon, _ = autoencoder(x) loss = tf.keras.losses.mean_squared_error(x, recon) test_loss += loss.numpy() print('Epoch {} - train loss: {:.4f} - test loss: {:.4f}'.format(epoch+1, train_loss/(batch+1), test_loss/(batch+1))) ``` 最后,使用训练好的自编码器进行分类: ``` train_emb = autoencoder.encoder(train_data).numpy() test_emb = autoencoder.encoder(test_data).numpy() model = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu'), tf.keras.layers.Dense(num_classes, activation='softmax') ]) model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=learning_rate), loss=tf.keras.losses.CategoricalCrossentropy(), metrics=[tf.keras.metrics.CategoricalAccuracy()]) model.fit(train_emb, train_labels, epochs=num_epochs, batch_size=batch_size, validation_data=(test_emb, test_labels)) y_pred = model.predict(test_emb) y_pred = np.argmax(y_pred, axis=1) y_test = np.argmax(test_labels, axis=1) confusion_matrix = tf.math.confusion_matrix(y_test, y_pred, num_classes=num_classes) print(confusion_matrix.numpy()) ``` 这是一个基本框架,您可能需要根据自己的具体需求进行一些调整。

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