基于tensorflow搭建模型对自定义数据集进行图像分类并通过mmd损失做无监督迁移学习的领域对齐完整代码

时间: 2023-06-15 18:06:43 浏览: 67
以下是基于TensorFlow搭建模型对自定义数据集进行图像分类并通过MMD损失做无监督迁移学习的领域对齐的完整代码: ``` import os import numpy as np import tensorflow as tf from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.preprocessing import StandardScaler # 加载数据集 def load_dataset(dataset_path): images = [] labels = [] for dirname in os.listdir(dataset_path): label = int(dirname) for filename in os.listdir(os.path.join(dataset_path, dirname)): image_path = os.path.join(dataset_path, dirname, filename) image = tf.io.read_file(image_path) image = tf.image.decode_jpeg(image, channels=3) image = tf.image.resize(image, (256, 256)) image = tf.cast(image, tf.float32) / 255.0 images.append(image) labels.append(label) images = tf.stack(images, axis=0) labels = tf.constant(labels) return images, labels # 定义卷积神经网络模型 class CNNModel(tf.keras.Model): def __init__(self): super(CNNModel, self).__init__() self.conv1 = tf.keras.layers.Conv2D(filters=32, kernel_size=(5, 5), activation='relu') self.pool1 = tf.keras.layers.MaxPool2D(pool_size=(2, 2)) self.conv2 = tf.keras.layers.Conv2D(filters=64, kernel_size=(5, 5), activation='relu') self.pool2 = tf.keras.layers.MaxPool2D(pool_size=(2, 2)) self.flatten = tf.keras.layers.Flatten() self.dense1 = tf.keras.layers.Dense(units=1024, activation='relu') self.dropout = tf.keras.layers.Dropout(rate=0.5) self.dense2 = tf.keras.layers.Dense(units=10) def call(self, inputs): x = self.conv1(inputs) x = self.pool1(x) x = self.conv2(x) x = self.pool2(x) x = self.flatten(x) x = self.dense1(x) x = self.dropout(x) x = self.dense2(x) return x # 定义MMD损失函数 def mmd_loss(source_features, target_features): source_mean = tf.reduce_mean(source_features, axis=0) target_mean = tf.reduce_mean(target_features, axis=0) source_cov = tfp.stats.covariance(source_features, sample_axis=0, event_axis=-1) target_cov = tfp.stats.covariance(target_features, sample_axis=0, event_axis=-1) mmd = tf.reduce_sum(tf.square(source_mean - target_mean)) + tf.trace(source_cov + target_cov - 2 * tf.linalg.sqrtm(tf.matmul(source_cov, target_cov))) return mmd # 加载源域和目标域数据集 source_images, source_labels = load_dataset('source_dataset') target_images, _ = load_dataset('target_dataset') # 数据标准化 scaler = StandardScaler() source_images = scaler.fit_transform(np.reshape(source_images, (source_images.shape[0], -1))) target_images = scaler.transform(np.reshape(target_images, (target_images.shape[0], -1))) # PCA降维 pca = PCA(n_components=256) source_images = pca.fit_transform(source_images) target_images = pca.transform(target_images) # 构建模型 model = CNNModel() # 定义优化器和损失函数 optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001) cross_entropy_loss = tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy(from_logits=True) # 训练模型 for epoch in range(10): source_indices = tf.range(start=0, limit=source_images.shape[0], dtype=tf.int32) target_indices = tf.range(start=0, limit=target_images.shape[0], dtype=tf.int32) np.random.shuffle(source_indices) np.random.shuffle(target_indices) for i in range(0, source_images.shape[0], 32): source_batch_indices = source_indices[i:i+32] target_batch_indices = target_indices[i:i+32] source_batch_images = source_images[source_batch_indices] source_batch_labels = source_labels[source_batch_indices] target_batch_images = target_images[target_batch_indices] with tf.GradientTape() as tape: source_batch_logits = model(source_batch_images) source_batch_loss = cross_entropy_loss(source_batch_labels, source_batch_logits) target_batch_features = model.layers[-3](target_batch_images) source_batch_features = model.layers[-3](source_batch_images) mmd = mmd_loss(source_batch_features, target_batch_features) loss = source_batch_loss + mmd gradients = tape.gradient(loss, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables)) print('Epoch: {}, Source Loss: {}, MMD Loss: {}'.format(epoch+1, source_batch_loss, mmd)) # 保存模型 model.save('model.h5') ```

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