python使用深度卷积神经网络,(采用预训练模型 VGG, GoogLeNet, ResNet, DenseNet 等),对图像数据集 CIFAR-10(https://www.cs.toronto.edu/~kriz/cifar.html) 进行分类,该数据集的训练集包含 50000 张图片,测试集包含 10000 张图片。 要求:准确率尽可能高;需要把训练集划分出 10000 张图片作为验证集,用来进行模型选择,可以使用 Kaggle 的免费 GPU 进行训练。需要在训练集和测试集上画出 accuracy vs. epochs,在验证 集上画出 loss vs. epochs,总共 3 幅图。

时间: 2023-06-11 21:08:32 浏览: 81
好的,这是一个很好的深度学习任务。下面是一些步骤,帮助你完成这个任务: 1. 下载 CIFAR-10 数据集并解压缩。你可以使用 `wget` 命令来下载数据集,然后使用 `tar` 命令来解压缩。例如: ```bash wget https://www.cs.toronto.edu/~kriz/cifar-10-python.tar.gz tar zxvf cifar-10-python.tar.gz ``` 2. 导入必要的库,例如 TensorFlow 或 PyTorch,以及其他常用的库,例如 NumPy 和 Matplotlib。 3. 加载数据集。你可以使用 `pickle` 库来加载 CIFAR-10 数据集。例如: ```python import pickle def load_batch(filename): with open(filename, 'rb') as f: data = pickle.load(f, encoding='bytes') return data[b'data'], data[b'labels'] train_data = [] train_labels = [] for i in range(5): filename = f'cifar-10-batches-py/data_batch_{i+1}' data, labels = load_batch(filename) train_data.append(data) train_labels.append(labels) train_data = np.concatenate(train_data, axis=0) train_labels = np.concatenate(train_labels, axis=0) test_data, test_labels = load_batch('cifar-10-batches-py/test_batch') ``` 4. 划分训练集和验证集。你可以使用 `train_test_split` 函数来划分训练集和验证集。例如: ```python from sklearn.model_selection import train_test_split train_data, val_data, train_labels, val_labels = train_test_split(train_data, train_labels, test_size=0.2, random_state=42) ``` 5. 对图像进行预处理。你可以使用常用的预处理方法,例如对图像进行归一化和零中心化。例如: ```python train_data = train_data.astype('float32') / 255.0 val_data = val_data.astype('float32') / 255.0 test_data = test_data.astype('float32') / 255.0 train_data_mean = np.mean(train_data, axis=0) train_data -= train_data_mean val_data -= train_data_mean test_data -= train_data_mean ``` 6. 定义模型。你可以使用预训练模型 VGG、GoogLeNet、ResNet 或 DenseNet,也可以自己构建模型。例如: ```python from tensorflow.keras.applications import VGG16 base_model = VGG16(weights='imagenet', include_top=False, input_shape=(32, 32, 3)) x = base_model.output x = tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D()(x) x = tf.keras.layers.Dense(256, activation='relu')(x) predictions = tf.keras.layers.Dense(10, activation='softmax')(x) model = tf.keras.models.Model(inputs=base_model.input, outputs=predictions) ``` 7. 编译模型。你可以选择适当的损失函数、优化器和评估指标。例如: ```python model.compile(optimizer='adam', loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) ``` 8. 训练模型。你可以使用 `fit` 函数来训练模型。例如: ```python history = model.fit(train_data, train_labels, epochs=50, batch_size=128, validation_data=(val_data, val_labels)) ``` 9. 评估模型。你可以使用 `evaluate` 函数来评估模型在测试集上的表现。例如: ```python test_loss, test_acc = model.evaluate(test_data, test_labels) print(f'Test accuracy: {test_acc:.4f}') ``` 10. 画出准确率 vs. epochs 和 loss vs. epochs 的图像。你可以使用 Matplotlib 来画出这些图像。例如: ```python fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 6)) ax[0].plot(history.history['accuracy'], label='Training') ax[0].plot(history.history['val_accuracy'], label='Validation') ax[0].set_xlabel('Epoch') ax[0].set_ylabel('Accuracy') ax[0].legend() ax[1].plot(history.history['loss'], label='Training') ax[1].plot(history.history['val_loss'], label='Validation') ax[1].set_xlabel('Epoch') ax[1].set_ylabel('Loss') ax[1].legend() plt.show() ``` 希望这些步骤能够帮助你完成任务。

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