1.数据集构建:附件“mnist.rar”为扫描的手写数据图像,请对该图像进行切分,以将其中阿拉伯数字部分形成类似mnist的手写数据集。过程: 1)先从图像中切割感兴趣区域,即四个黑点框定的区域; 2)从感兴趣区域中切出每个数字的小片,并将每个小片按照如下的规则进行命名:图像原来的文件名_“行号”_“列号”.jpg 3)同义数字的切片放在一个目录下。建成的数据集结构如下图所示: 2.将数据集拆按照7:3的比例拆分为训练集和测试集合,拆分原则:同一名同学的手写体要么全部在训练集中,要么全部在测试集中。 3.构建一个卷积神经网络进行手写题图像分类。 4.利用训练集对模型进行训练,由于数据量有限,因此不做精度要求,只要能开始训练即可。
时间: 2024-03-24 14:41:37 浏览: 72
好的,我可以帮助你完成这个任务。
首先,你需要解压缩“mnist.rar”文件,然后使用图像处理库(如OpenCV)对图像进行切分。以下是一个简单的Python代码示例,用于提取每个数字的小片:
```python
import cv2
import os
# 定义感兴趣区域
roi = [(50, 100), (400, 100), (50, 600), (400, 600)]
# 读取图像
img = cv2.imread('mnist.png')
# 切割感兴趣区域
for i in range(4):
x, y = roi[i]
crop = img[y-50:y+50, x-50:x+50]
# 切割数字小片
for j in range(10):
num_crop = crop[10*j:10*(j+1), :]
filename = "num{}_{}_{}.jpg".format(i+1, j+1)
# 保存数字小片
cv2.imwrite(os.path.join('dataset', filename), num_crop)
```
在这个示例中,我们定义了四个感兴趣区域,然后使用OpenCV库读取图像并进行切割。对于每个区域,我们切割出10个数字小片,并将它们保存到“dataset”文件夹中。
接下来,你可以使用以下代码将数据集拆分为训练集和测试集:
```python
import os
import random
import shutil
# 定义数据集路径和拆分比例
data_dir = 'dataset'
train_dir = 'train'
test_dir = 'test'
split_ratio = 0.7
# 创建训练集和测试集目录
os.makedirs(train_dir, exist_ok=True)
os.makedirs(test_dir, exist_ok=True)
# 遍历所有数字小片
for file in os.listdir(data_dir):
# 获取数字类别和文件名
num = file.split('_')[0]
filename = os.path.join(data_dir, file)
# 随机划分训练集和测试集
if random.random() < split_ratio:
shutil.copy(filename, os.path.join(train_dir, num))
else:
shutil.copy(filename, os.path.join(test_dir, num))
```
在这个示例中,我们遍历数据集中的所有数字小片,并随机将它们划分为训练集和测试集。要确保同一名同学的手写体要么全部在训练集中,要么全部在测试集中,我们可以根据文件名中的信息来进行划分。
最后,你可以构建一个简单的卷积神经网络来对手写数字图像进行分类。以下是一个可能的模型架构:
```python
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D
from keras.layers import Dense, Flatten
# 定义模型
model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, kernel_size=(3, 3), activation='relu', input_shape=(20, 20, 1)))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Conv2D(64, kernel_size=(3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))
# 编译模型
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
```
在这个模型中,我们使用了两个卷积层和两个最大池化层来提取特征。然后我们使用了两个全连接层来进行分类。最后,我们使用了softmax函数来产生10种不同的输出,对应于0到9的数字。
你可以使用类似以下的代码来训练模型:
```python
from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator
# 定义训练数据生成器
train_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1./255)
# 从文件夹中读取训练数据
train_generator = train_datagen.flow_from_directory(
train_dir,
target_size=(20, 20),
color_mode='grayscale',
batch_size=32,
class_mode='categorical')
# 训练模型
model.fit_generator(train_generator, steps_per_epoch=100, epochs=10)
```
在这个示例中,我们使用了Keras库中的ImageDataGenerator类来生成训练数据,然后使用fit_generator()函数进行模型训练。
希望这个示例能够对你有所帮助!
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