用卷积搭建五分类的EfficientNet代码,加上准确率和损失率可视化,并给出每一步的解释

时间: 2024-05-09 07:21:40 浏览: 203
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基于Python的LeNet-5卷积神经网络的实现(分类).zip

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以下是用卷积搭建五分类的EfficientNet代码,加上准确率和损失率可视化,并给出每一步的解释。 ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import Conv2D, BatchNormalization, Activation, GlobalAveragePooling2D, Dense, Dropout from tensorflow.keras.models import Model # 定义EfficientNet网络结构 def EfficientNet(width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate): inputs = tf.keras.Input(shape=(224, 224, 3)) x = Conv2D(int(32*width_coefficient), 3, strides=(2, 2), padding='same')(inputs) x = BatchNormalization()(x) x = Activation('swish')(x) # stage 1 x = MBConvBlock(x, 1, 16, 1, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # stage 2 x = MBConvBlock(x, 6, 24, 2, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # stage 3 x = MBConvBlock(x, 6, 40, 2, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # stage 4 x = MBConvBlock(x, 6, 80, 3, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # stage 5 x = MBConvBlock(x, 6, 112, 3, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # stage 6 x = MBConvBlock(x, 6, 192, 4, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # stage 7 x = MBConvBlock(x, 6, 320, 1, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=False) # 最后一层卷积 x = Conv2D(int(1280*width_coefficient), 1, padding='same')(x) x = BatchNormalization()(x) x = Activation('swish')(x) # 全局平均池化层 x = GlobalAveragePooling2D()(x) # 全连接层 x = Dropout(dropout_rate)(x) outputs = Dense(5, activation='softmax')(x) # 定义模型 model = Model(inputs, outputs) return model # 定义MBConvBlock def MBConvBlock(inputs, expand_ratio, out_channels, strides, width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate, include_top=True): # 获取输入通道数 input_channels = inputs.shape[-1] # 定义扩张通道数 expand_channels = int(input_channels * expand_ratio) # 定义输出通道数 out_channels = int(out_channels * width_coefficient) # 定义MBConvBlock的输出 x = inputs # 判断是否需要对输入进行扩张 if expand_ratio != 1: x = Conv2D(expand_channels, 1, padding='same')(x) x = BatchNormalization()(x) x = Activation('swish')(x) # 深度卷积 x = DepthwiseConv2D(3, strides=strides, padding='same')(x) x = BatchNormalization()(x) x = Activation('swish')(x) # 判断是否需要降采样 if strides == 2: if include_top: drop_rate = dropout_rate * 0.5 else: drop_rate = dropout_rate x = Dropout(drop_rate)(x) # 投影卷积 x = Conv2D(out_channels, 1, padding='same')(x) x = BatchNormalization()(x) # 判断是否需要使用残差连接 if input_channels == out_channels and strides == 1: x = tf.keras.layers.add([inputs, x]) return x # 定义超参数 width_coefficient = 1.0 depth_coefficient = 1.0 dropout_rate = 0.2 # 构建模型 model = EfficientNet(width_coefficient, depth_coefficient, dropout_rate) # 编译模型 model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) # 模型可视化 tf.keras.utils.plot_model(model, show_shapes=True) # 训练模型 history = model.fit(train_ds, epochs=10, validation_data=val_ds) # 可视化训练过程中的准确率和损失率 import matplotlib.pyplot as plt acc = history.history['accuracy'] val_acc = history.history['val_accuracy'] loss = history.history['loss'] val_loss = history.history['val_loss'] epochs_range = range(10) plt.figure(figsize=(15, 15)) plt.subplot(2, 2, 1) plt.plot(epochs_range, acc, label='Training Accuracy') plt.plot(epochs_range, val_acc, label='Validation Accuracy') plt.legend(loc='lower right') plt.title('Training and Validation Accuracy') plt.subplot(2, 2, 2) plt.plot(epochs_range, loss, label='Training Loss') plt.plot(epochs_range, val_loss, label='Validation Loss') plt.legend(loc='upper right') plt.title('Training and Validation Loss') plt.show() ``` 解释: 1. 导入所需的库 2. 定义EfficientNet网络结构,包括输入层、各个阶段的MBConvBlock、最后的全连接层等 3. 定义MBConvBlock,包括输入、输出通道数,是否需要扩张,是否需要降采样等 4. 定义超参数:width_coefficient、depth_coefficient、dropout_rate 5. 构建模型,即用EfficientNet构建分类模型 6. 编译模型,包括优化器、损失函数和评估指标 7. 可视化模型结构 8. 训练模型,包括训练数据集和验证数据集,训练轮数为10 9. 可视化训练过程中的准确率和损失率,即训练集、验证集的准确率和损失率随训练轮数的变化趋势
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