基于TensorFlow的CNN实现Mnist手写数字识别详细,带有可视化界面,中文注释

时间: 2024-05-02 09:17:12 浏览: 129
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基于TensorFlow的CNN实现Mnist手写数字识别

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以下是基于TensorFlow实现Mnist手写数字识别的详细步骤,包括可视化界面和中文注释。 1. 导入必要的包 ```python import tensorflow as tf from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np ``` 2. 加载数据集 ```python mnist = input_data.read_data_sets('MNIST_data', one_hot=True) ``` 3. 定义占位符 ```python x = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784]) y = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10]) ``` 4. 初始化权重和偏置 ```python def weight_variable(shape): initial = tf.truncated_normal(shape, stddev=0.1) return tf.Variable(initial) def bias_variable(shape): initial = tf.constant(0.1, shape=shape) return tf.Variable(initial) ``` 5. 定义卷积和池化操作 ```python def conv2d(x, W): return tf.nn.conv2d(x, W, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME') def max_pool_2x2(x): return tf.nn.max_pool(x, ksize=[1, 2, 2, 1], strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME') ``` 6. 构建卷积神经网络模型 ```python x_image = tf.reshape(x, [-1,28,28,1]) W_conv1 = weight_variable([5, 5, 1, 32]) b_conv1 = bias_variable([32]) h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1) + b_conv1) h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1) W_conv2 = weight_variable([5, 5, 32, 64]) b_conv2 = bias_variable([64]) h_conv2 = tf.nn.relu(conv2d(h_pool1, W_conv2) + b_conv2) h_pool2 = max_pool_2x2(h_conv2) W_fc1 = weight_variable([7 * 7 * 64, 1024]) b_fc1 = bias_variable([1024]) h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2, [-1, 7*7*64]) h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat, W_fc1) + b_fc1) keep_prob = tf.placeholder(tf.float32) h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob) W_fc2 = weight_variable([1024, 10]) b_fc2 = bias_variable([10]) y_conv = tf.matmul(h_fc1_drop, W_fc2) + b_fc2 ``` 7. 定义损失函数和优化器 ```python cross_entropy = tf.reduce_mean( tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(labels=y, logits=y_conv)) train_step = tf.train.AdamOptimizer(1e-4).minimize(cross_entropy) ``` 8. 定义评估准确率的操作 ```python correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y_conv, 1), tf.argmax(y, 1)) accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32)) ``` 9. 运行训练过程 ```python sess = tf.InteractiveSession() sess.run(tf.global_variables_initializer()) for i in range(20000): batch = mnist.train.next_batch(50) if i % 100 == 0: train_accuracy = accuracy.eval(feed_dict={ x: batch[0], y: batch[1], keep_prob: 1.0}) print('step %d, training accuracy %g' % (i, train_accuracy)) train_step.run(feed_dict={x: batch[0], y: batch[1], keep_prob: 0.5}) print('test accuracy %g' % accuracy.eval(feed_dict={ x: mnist.test.images, y: mnist.test.labels, keep_prob: 1.0})) ``` 10. 可视化卷积层的输出结果 ```python def plot_conv_layer(layer, image): feed_dict = {x: [image], keep_prob: 1.0} values = sess.run(layer, feed_dict=feed_dict) num_filters = values.shape[3] fig, axes = plt.subplots(1, num_filters) for i, ax in enumerate(axes.flat): img = values[0, :, :, i] ax.imshow(img, interpolation='nearest', cmap='binary') ax.set_xticks([]) ax.set_yticks([]) plt.show() image = mnist.test.images[0] plot_conv_layer(h_conv1, image) ``` 以上就是基于TensorFlow实现Mnist手写数字识别的详细步骤,包括可视化界面和中文注释。
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