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。

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