请选择实现一种网络模型,LeNet、VGG或者ResNet,并在Mnist数据集和Fashion Mnist数据集上进行训练和验证

时间: 2024-02-06 14:11:48 浏览: 79
好的,我选择ResNet网络模型,这是一种非常经典的深度卷积神经网络模型。 首先,我们需要导入必要的库和数据集。以下是代码: ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers, models, datasets # 加载Mnist数据集和Fashion Mnist数据集 (train_images, train_labels), (test_images, test_labels) = datasets.mnist.load_data() (fashion_train_images, fashion_train_labels), (fashion_test_images, fashion_test_labels) = datasets.fashion_mnist.load_data() # 将像素值缩放到0到1之间 train_images, test_images = train_images / 255.0, test_images / 255.0 fashion_train_images, fashion_test_images = fashion_train_images / 255.0, fashion_test_images / 255.0 ``` 接下来,我们可以构建ResNet模型。以下是代码: ```python def resnet_block(input_data, filters, kernel_size, stride): x = layers.Conv2D(filters, kernel_size=kernel_size, strides=stride, padding='same', activation='relu')(input_data) x = layers.BatchNormalization()(x) x = layers.Conv2D(filters, kernel_size=kernel_size, strides=1, padding='same', activation=None)(x) x = layers.BatchNormalization()(x) x = layers.add([x, input_data]) x = layers.Activation('relu')(x) return x def resnet(input_shape, num_classes): inputs = layers.Input(shape=input_shape) x = layers.Conv2D(64, kernel_size=7, strides=2, padding='same', activation='relu')(inputs) x = layers.BatchNormalization()(x) x = layers.MaxPooling2D(pool_size=(3, 3), strides=2, padding='same')(x) # ResNet blocks x = resnet_block(x, 64, 3, 1) x = resnet_block(x, 64, 3, 1) x = resnet_block(x, 128, 3, 2) x = resnet_block(x, 128, 3, 1) x = resnet_block(x, 256, 3, 2) x = resnet_block(x, 256, 3, 1) x = layers.GlobalAveragePooling2D()(x) # 输出层 outputs = layers.Dense(num_classes, activation='softmax')(x) model = models.Model(inputs=inputs, outputs=outputs) return model # 构建模型 model = resnet((28,28,1), 10) model.summary() ``` 在上述代码中,我们定义了一个ResNet块函数和一个ResNet模型函数。在ResNet模型函数中,我们首先定义了模型的输入层,然后添加一个卷积层和一个批量归一化层。接下来,我们添加了一些ResNet块,以增加模型的深度。最后,我们添加了一个全局平均池化层和一个输出层。 现在我们可以编译和训练模型。以下是代码: ```python # 编译模型 model.compile(optimizer='adam', loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) # 训练模型 history = model.fit(train_images[..., tf.newaxis], train_labels, epochs=10, validation_data=(test_images[..., tf.newaxis], test_labels)) ``` 在上述代码中,我们使用了Adam优化器和稀疏分类交叉熵损失函数来编译模型。然后,我们使用Mnist数据集来训练模型,并在测试集上进行验证。 我们还可以使用Fashion Mnist数据集来验证模型的泛化能力。以下是代码: ```python # 在Fashion Mnist数据集上进行测试 fashion_loss, fashion_acc = model.evaluate(fashion_test_images[..., tf.newaxis], fashion_test_labels) print('Fashion Mnist accuracy:', fashion_acc) ``` 最后,我们可以绘制训练和验证的准确率和损失函数图表,以便更好地了解模型的性能。以下是代码: ```python import matplotlib.pyplot as plt # 绘制准确率图表 plt.plot(history.history['accuracy'], label='accuracy') plt.plot(history.history['val_accuracy'], label='val_accuracy') plt.xlabel('Epoch') plt.ylabel('Accuracy') plt.ylim([0.5, 1]) plt.legend(loc='lower right') plt.show() # 绘制损失函数图表 plt.plot(history.history['loss'], label='loss') plt.plot(history.history['val_loss'], label='val_loss') plt.xlabel('Epoch') plt.ylabel('Loss') plt.legend(loc='upper right') plt.show() ``` 这样,我们就成功地在Mnist数据集和Fashion Mnist数据集上使用ResNet模型进行了训练和验证。
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