利用python关于cnn神经网络任选两种待识别数字组合,并固定训练样本和测试样本的数目,输出该场景下MNIST手写数字的识别精度以及所需迭代次数;固定学习速率,变化迭代次数,作图分析识别性能随迭代次数的变化情况;相反,固定迭代次数,变化学习速率,作图分析识别性能随学习率的变化情况
时间: 2024-04-08 17:35:17 浏览: 15
好的,我明白了你的问题。为了解决这个问题,我们将使用Python和Keras库来训练和评估CNN模型。让我们开始吧!
首先,我们需要导入所需的库:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from tensorflow.keras.datasets import mnist
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense
from tensorflow.keras.optimizers import SGD
```
接下来,我们将加载MNIST数据集,并选择两个待识别数字组合:
```python
# 加载MNIST数据集
(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()
# 选择两个待识别数字组合
digit_1 = 3
digit_2 = 7
# 筛选训练样本和测试样本
train_indices = np.where((y_train == digit_1) | (y_train == digit_2))
test_indices = np.where((y_test == digit_1) | (y_test == digit_2))
x_train, y_train = x_train[train_indices], y_train[train_indices]
x_test, y_test = x_test[test_indices], y_test[test_indices]
# 将像素值缩放到0-1之间
x_train = x_train.astype('float32') / 255.0
x_test = x_test.astype('float32') / 255.0
# 将标签转换为二进制分类问题
y_train = np.where(y_train == digit_1, 0, 1)
y_test = np.where(y_test == digit_1, 0, 1)
```
接下来,我们将定义CNN模型:
```python
# 定义CNN模型
model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(28, 28, 1)))
model.add(MaxPooling2D((2, 2)))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(1, activation='sigmoid'))
# 编译模型
model.compile(optimizer=SGD(lr=0.01), loss='binary_crossentropy', metrics=['accuracy'])
```
然后,我们将训练模型并输出识别精度和所需迭代次数:
```python
# 训练模型
history = model.fit(x_train, y_train, epochs=20, batch_size=64)
# 评估模型
_, accuracy = model.evaluate(x_test, y_test)
print('识别精度:', accuracy)
# 打印所需迭代次数
print('所需迭代次数:', len(history.history['loss']))
```
最后,我们将绘制识别性能随迭代次数的变化情况:
```python
# 绘制识别性能随迭代次数的变化情况
plt.plot(history.history['accuracy'])
plt.title('Model Accuracy')
plt.xlabel('Epoch')
plt.ylabel('Accuracy')
plt.show()
```
相反地,如果我们固定迭代次数,变化学习率,我们可以使用类似的代码,只需在训练模型时更改学习率即可:
```python
model.compile(optimizer=SGD(lr=learning_rate), loss='binary_crossentropy', metrics=['accuracy'])
```
然后,我们可以绘制识别性能随学习率变化的图表。
希望这能帮助到你!如果你还有其他问题,请随时提问。