利用LeNet卷积神经网络对遥感影像进行分类处理代码实现

时间: 2023-08-11 14:03:43 浏览: 53
以下是一个基于LeNet卷积神经网络的遥感影像分类处理的代码实现,其中使用了Tensorflow框架: ```python import tensorflow as tf import numpy as np import os from PIL import Image # 数据路径 data_path = './data/' # 训练集、验证集、测试集的比例 train_percent = 0.8 val_percent = 0.1 test_percent = 0.1 # 图像大小 image_width = 28 image_height = 28 image_channels = 3 # 分类数 num_classes = 6 # LeNet-5模型 def LeNet5(x, num_classes): # 第一个卷积层 conv1 = tf.layers.conv2d(x, filters=6, kernel_size=[5, 5], strides=1, padding='same', activation=tf.nn.relu) # 第一个池化层 pool1 = tf.layers.max_pooling2d(conv1, pool_size=[2, 2], strides=2) # 第二个卷积层 conv2 = tf.layers.conv2d(pool1, filters=16, kernel_size=[5, 5], strides=1, padding='valid', activation=tf.nn.relu) # 第二个池化层 pool2 = tf.layers.max_pooling2d(conv2, pool_size=[2, 2], strides=2) # 将特征图变成向量 flatten = tf.reshape(pool2, shape=[-1, 5 * 5 * 16]) # 第一个全连接层 fc1 = tf.layers.dense(flatten, units=120, activation=tf.nn.relu) # 第二个全连接层 fc2 = tf.layers.dense(fc1, units=84, activation=tf.nn.relu) # 输出层 logits = tf.layers.dense(fc2, units=num_classes) return logits # 加载数据 def load_data(): x_data = [] y_data = [] for label, name in enumerate(os.listdir(data_path)): dir_path = os.path.join(data_path, name) for file_name in os.listdir(dir_path): file_path = os.path.join(dir_path, file_name) # 读取图像并缩放到指定大小 image = Image.open(file_path).resize((image_width, image_height)) # 将图像转换成numpy数组 image_data = np.array(image) # 将图像的像素值归一化到0-1之间 image_data = image_data / 255.0 # 将图像和标签加入数据集 x_data.append(image_data) y_data.append(label) # 将数据集转换成numpy数组 x_data = np.array(x_data) y_data = np.array(y_data) # 将标签转换成one-hot编码 y_data_one_hot = np.eye(num_classes)[y_data] # 将数据集打乱顺序 perm = np.random.permutation(len(x_data)) x_data = x_data[perm] y_data_one_hot = y_data_one_hot[perm] # 将数据集分成训练集、验证集、测试集 train_size = int(train_percent * len(x_data)) val_size = int(val_percent * len(x_data)) test_size = len(x_data) - train_size - val_size x_train = x_data[:train_size] y_train = y_data_one_hot[:train_size] x_val = x_data[train_size:train_size+val_size] y_val = y_data_one_hot[train_size:train_size+val_size] x_test = x_data[-test_size:] y_test = y_data_one_hot[-test_size:] return x_train, y_train, x_val, y_val, x_test, y_test # 训练模型 def train_model(): # 加载数据 x_train, y_train, x_val, y_val, x_test, y_test = load_data() # 创建占位符 x = tf.placeholder(tf.float32, [None, image_width, image_height, image_channels]) y = tf.placeholder(tf.float32, [None, num_classes]) # 创建模型 logits = LeNet5(x, num_classes) # 定义损失函数和优化器 loss = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits_v2(logits=logits, labels=y)) optimizer = tf.train.AdamOptimizer().minimize(loss) # 定义评估指标 correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(logits, 1), tf.argmax(y, 1)) accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32)) # 创建会话并开始训练 with tf.Session() as sess: sess.run(tf.global_variables_initializer()) for epoch in range(10): for i in range(len(x_train) // 100): batch_x = x_train[i*100:(i+1)*100] batch_y = y_train[i*100:(i+1)*100] sess.run(optimizer, feed_dict={x: batch_x, y: batch_y}) train_acc = sess.run(accuracy, feed_dict={x: x_train, y: y_train}) val_acc = sess.run(accuracy, feed_dict={x: x_val, y: y_val}) print('epoch %d, train accuracy %g, validation accuracy %g' % (epoch+1, train_acc, val_acc)) test_acc = sess.run(accuracy, feed_dict={x: x_test, y: y_test}) print('test accuracy %g' % test_acc) if __name__ == '__main__': train_model() ``` 这个代码实现了一个基于LeNet-5卷积神经网络的遥感影像分类处理,其中使用了一个包含6个类别的数据集。代码中使用了Tensorflow框架,并将数据集分成了训练集、验证集和测试集。训练过程中使用了Adam优化器和交叉熵损失函数,并在每个epoch结束时计算了训练集和验证集的准确率。最终在测试集上计算了模型的准确率。

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