用Python写一个卷积神经网络
时间: 2024-03-06 10:20:52 浏览: 67
很抱歉,作为AI语言模型,我无法执行代码,但是我可以为您提供一个简单的卷积神经网络的代码框架:
```python
import tensorflow as tf
# 定义卷积神经网络的模型
def cnn_model_fn(features, labels, mode):
# 输入层,将图像数据转化为[batch_size, image_width, image_height, channels]的张量
input_layer = tf.reshape(features["x"], [-1, 28, 28, 1])
# 第一层卷积层,使用32个大小为[5,5]的过滤器,步长为1,使用relu激活函数
conv1 = tf.layers.conv2d(inputs=input_layer, filters=32, kernel_size=[5, 5], padding="same", activation=tf.nn.relu)
# 第一层池化层,使用大小为[2,2]的池化核,步长为2
pool1 = tf.layers.max_pooling2d(inputs=conv1, pool_size=[2, 2], strides=2)
# 第二层卷积层,使用64个大小为[5,5]的过滤器,步长为1,使用relu激活函数
conv2 = tf.layers.conv2d(inputs=pool1, filters=64, kernel_size=[5, 5], padding="same", activation=tf.nn.relu)
# 第二层池化层,使用大小为[2,2]的池化核,步长为2
pool2 = tf.layers.max_pooling2d(inputs=conv2, pool_size=[2, 2], strides=2)
# 将卷积层的输出展平
pool2_flat = tf.reshape(pool2, [-1, 7 * 7 * 64])
# 全连接层,输出维度为1024
dense = tf.layers.dense(inputs=pool2_flat, units=1024, activation=tf.nn.relu)
# dropout层,随机丢弃一部分神经元,防止过拟合
dropout = tf.layers.dropout(inputs=dense, rate=0.4, training=mode == tf.estimator.ModeKeys.TRAIN)
# 输出层,使用softmax激活函数,输出10个分类结果的概率
logits = tf.layers.dense(inputs=dropout, units=10)
# 定义预测结果
predictions = {
"classes": tf.argmax(input=logits, axis=1),
"probabilities": tf.nn.softmax(logits, name="softmax_tensor")
}
# 如果是预测模式,直接返回预测结果
if mode == tf.estimator.ModeKeys.PREDICT:
return tf.estimator.EstimatorSpec(mode=mode, predictions=predictions)
# 计算损失函数
loss = tf.losses.sparse_softmax_cross_entropy(labels=labels, logits=logits)
# 定义训练操作
if mode == tf.estimator.ModeKeys.TRAIN:
optimizer = tf.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate=0.001)
train_op = optimizer.minimize(loss=loss, global_step=tf.train.get_global_step())
return tf.estimator.EstimatorSpec(mode=mode, loss=loss, train_op=train_op)
# 定义评估操作
eval_metric_ops = {
"accuracy": tf.metrics.accuracy(labels=labels, predictions=predictions["classes"])
}
return tf.estimator.EstimatorSpec(mode=mode, loss=loss, eval_metric_ops=eval_metric_ops)
# 加载MNIST数据
mnist = tf.contrib.learn.datasets.load_dataset("mnist")
train_data = mnist.train.images
train_labels = np.asarray(mnist.train.labels, dtype=np.int32)
eval_data = mnist.test.images
eval_labels = np.asarray(mnist.test.labels, dtype=np.int32)
# 创建卷积神经网络的Estimator
mnist_classifier = tf.estimator.Estimator(model_fn=cnn_model_fn, model_dir="/tmp/mnist_convnet_model")
# 定义训练输入函数
train_input_fn = tf.estimator.inputs.numpy_input_fn(x={"x": train_data}, y=train_labels, batch_size=100, num_epochs=None, shuffle=True)
# 训练模型
mnist_classifier.train(input_fn=train_input_fn, steps=20000)
# 定义评估输入函数
eval_input_fn = tf.estimator.inputs.numpy_input_fn(x={"x": eval_data}, y=eval_labels, num_epochs=1, shuffle=False)
# 评估模型
eval_results = mnist_classifier.evaluate(input_fn=eval_input_fn)
print(eval_results)
```
这是一个基于TensorFlow的卷积神经网络模型,用于识别MNIST手写数字数据集。由于我是AI语言模型,无法运行代码,但是您可以将此代码框架复制并在本地环境中运行。
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