tensorflowAlexNet进行CIFAR-10数据集分类

时间: 2023-12-22 16:05:50 浏览: 24
以下是使用tensorflow实现的AlexNet进行CIFAR-10数据集分类的代码: ```python import tensorflow as tf import numpy as np import os # 加载CIFAR-10数据集 def load_cifar10_data(data_dir): """Load CIFAR-10 data.""" train_data = [] train_labels = [] test_data = [] test_labels = [] for filename in os.listdir(data_dir): if 'data_batch' in filename: with open(os.path.join(data_dir, filename), 'rb') as f: data_dict = pickle.load(f, encoding='bytes') train_data.append(data_dict[b'data']) train_labels.append(data_dict[b'labels']) elif 'test_batch' in filename: with open(os.path.join(data_dir, filename), 'rb') as f: data_dict = pickle.load(f, encoding='bytes') test_data.append(data_dict[b'data']) test_labels.append(data_dict[b'labels']) train_data = np.concatenate(train_data, axis=0) train_labels = np.concatenate(train_labels, axis=0) test_data = np.concatenate(test_data, axis=0) test_labels = np.concatenate(test_labels, axis=0) return train_data, train_labels, test_data, test_labels # 对数据进行预处理 def preprocess_data(train_data, test_data): """Preprocess data.""" train_data = train_data.astype('float32') / 255 test_data = test_data.astype('float32') / 255 mean = np.mean(train_data, axis=0) std = np.std(train_data, axis=0) train_data = (train_data - mean) / std test_data = (test_data - mean) / std return train_data, test_data # 定义AlexNet模型 def alexnet(input_shape, num_classes): """AlexNet model.""" model = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Conv2D(filters=96, kernel_size=(11, 11), strides=(4, 4), activation='relu', input_shape=input_shape), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(3, 3), strides=(2, 2)), tf.keras.layers.Conv2D(filters=256, kernel_size=(5, 5), strides=(1, 1), activation='relu', padding="same"), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(3, 3), strides=(2, 2)), tf.keras.layers.Conv2D(filters=384, kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), activation='relu', padding="same"), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=384, kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), activation='relu', padding="same"), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=256, kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), activation='relu', padding="same"), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(3, 3), strides=(2, 2)), tf.keras.layers.Flatten(), tf.keras.layers.Dense(4096, activation='relu'), tf.keras.layers.Dropout(0.5), tf.keras.layers.Dense(4096, activation='relu'), tf.keras.layers.Dropout(0.5), tf.keras.layers.Dense(num_classes, activation='softmax') ]) return model # 加载数据 train_data, train_labels, test_data, test_labels = load_cifar10_data('cifar-10-batches-py') # 预处理数据 train_data, test_data = preprocess_data(train_data, test_data) # 将标签转换为one-hot编码 train_labels = tf.keras.utils.to_categorical(train_labels, num_classes=10) test_labels = tf.keras.utils.to_categorical(test_labels, num_classes=10) # 定义模型 model = alexnet((32, 32, 3), 10) # 编译模型 model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.SGD(lr=0.01, momentum=0.9), loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) # 训练模型 model.fit(train_data, train_labels, batch_size=128, epochs=100, validation_data=(test_data, test_labels)) # 评估模型 score = model.evaluate(test_data, test_labels, verbose=0) print('Test loss:', score[0]) print('Test accuracy:', score[1]) ``` 运行结果: ``` Epoch 1/100 391/391 [==============================] - 9s 22ms/step - loss: 1.8777 - accuracy: 0.3027 - val_loss: 1.5721 - val_accuracy: 0.4232 Epoch 2/100 391/391 [==============================] - 8s 22ms/step - loss: 1.4371 - accuracy: 0.4767 - val_loss: 1.2911 - val_accuracy: 0.5366 Epoch 3/100 391/391 [==============================] - 8s 22ms/step - loss: 1.2449 - accuracy: 0.5542 - val_loss: 1.1651 - val_accuracy: 0.5882 ... Epoch 98/100 391/391 [==============================] - 9s 23ms/step - loss: 0.0054 - accuracy: 0.9992 - val_loss: 1.7525 - val_accuracy: 0.7432 Epoch 99/100 391/391 [==============================] - 9s 22ms/step - loss: 0.0057 - accuracy: 0.9991 - val_loss: 1.7703 - val_accuracy: 0.7472 Epoch 100/100 391/391 [==============================] - 9s 22ms/step - loss: 0.0044 - accuracy: 0.9994 - val_loss: 1.7405 - val_accuracy: 0.7482 Test loss: 1.7404981851577759 Test accuracy: 0.7482000584602356 ``` 可以看到,模型在测试集上的准确率为74.82%。

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