用IDLE写一段UNET代码,其中训练集图像文件路 径为data/train/trainvol,训练集标签文件路径为 data/train/trainseg,验证集图像文件路径为 data/val/valvol,验证集标签路径为 data/val/valseg,测试集为data/test,所有数据文件均为png格式

时间: 2023-10-15 09:05:32 浏览: 175
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数据集包括训练集和测试集

以下是使用Keras框架实现的UNET代码,包括数据读取、模型构建、训练和测试等部分: ```python import os import numpy as np import imageio from keras.models import Model from keras.layers import Input, Conv2D, MaxPooling2D, Dropout, UpSampling2D, concatenate from keras.optimizers import Adam # 定义UNET模型 def unet(input_size=(256, 256, 1)): inputs = Input(input_size) conv1 = Conv2D(64, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(inputs) conv1 = Conv2D(64, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv1) pool1 = MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(conv1) conv2 = Conv2D(128, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(pool1) conv2 = Conv2D(128, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv2) pool2 = MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(conv2) conv3 = Conv2D(256, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(pool2) conv3 = Conv2D(256, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv3) pool3 = MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(conv3) conv4 = Conv2D(512, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(pool3) conv4 = Conv2D(512, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv4) drop4 = Dropout(0.5)(conv4) pool4 = MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(drop4) conv5 = Conv2D(1024, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(pool4) conv5 = Conv2D(1024, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv5) drop5 = Dropout(0.5)(conv5) up6 = Conv2D(512, 2, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(UpSampling2D(size=(2, 2))(drop5)) merge6 = concatenate([drop4, up6], axis=3) conv6 = Conv2D(512, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(merge6) conv6 = Conv2D(512, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv6) up7 = Conv2D(256, 2, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(UpSampling2D(size=(2, 2))(conv6)) merge7 = concatenate([conv3, up7], axis=3) conv7 = Conv2D(256, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(merge7) conv7 = Conv2D(256, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv7) up8 = Conv2D(128, 2, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(UpSampling2D(size=(2, 2))(conv7)) merge8 = concatenate([conv2, up8], axis=3) conv8 = Conv2D(128, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(merge8) conv8 = Conv2D(128, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv8) up9 = Conv2D(64, 2, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(UpSampling2D(size=(2, 2))(conv8)) merge9 = concatenate([conv1, up9], axis=3) conv9 = Conv2D(64, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(merge9) conv9 = Conv2D(64, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv9) conv9 = Conv2D(2, 3, activation='relu', padding='same', kernel_initializer='he_normal')(conv9) conv10 = Conv2D(1, 1, activation='sigmoid')(conv9) model = Model(inputs=inputs, outputs=conv10) return model # 加载训练集数据 def load_train_data(): train_images_dir = 'data/train/trainvol' train_labels_dir = 'data/train/trainseg' train_images = os.listdir(train_images_dir) train_data = [] train_labels = [] for image_name in train_images: image_path = os.path.join(train_images_dir, image_name) label_path = os.path.join(train_labels_dir, image_name.replace('.png', '_seg.png')) image = imageio.imread(image_path) label = imageio.imread(label_path) image = np.expand_dims(image, axis=-1) label = np.expand_dims(label, axis=-1) image = image / 255.0 label = label / 255.0 train_data.append(image) train_labels.append(label) train_data = np.array(train_data) train_labels = np.array(train_labels) return train_data, train_labels # 加载验证集数据 def load_val_data(): val_images_dir = 'data/val/valvol' val_labels_dir = 'data/val/valseg' val_images = os.listdir(val_images_dir) val_data = [] val_labels = [] for image_name in val_images: image_path = os.path.join(val_images_dir, image_name) label_path = os.path.join(val_labels_dir, image_name.replace('.png', '_seg.png')) image = imageio.imread(image_path) label = imageio.imread(label_path) image = np.expand_dims(image, axis=-1) label = np.expand_dims(label, axis=-1) image = image / 255.0 label = label / 255.0 val_data.append(image) val_labels.append(label) val_data = np.array(val_data) val_labels = np.array(val_labels) return val_data, val_labels # 训练UNET模型 def train(): model = unet() adam = Adam(lr=1e-4) model.compile(optimizer=adam, loss='binary_crossentropy', metrics=['accuracy']) train_data, train_labels = load_train_data() val_data, val_labels = load_val_data() model.fit(train_data, train_labels, batch_size=16, epochs=50, validation_data=(val_data, val_labels)) model.save_weights('model_weights.h5') # 测试UNET模型 def test(): model = unet() model.load_weights('model_weights.h5') test_images_dir = 'data/test' test_images = os.listdir(test_images_dir) test_data = [] for image_name in test_images: image_path = os.path.join(test_images_dir, image_name) image = imageio.imread(image_path) image = np.expand_dims(image, axis=-1) image = image / 255.0 test_data.append(image) test_data = np.array(test_data) predictions = model.predict(test_data) # 将预测结果保存为图像文件 output_dir = 'predictions' if not os.path.exists(output_dir): os.makedirs(output_dir) for i in range(len(test_images)): image_path = os.path.join(test_images_dir, test_images[i]) output_path = os.path.join(output_dir, test_images[i]) prediction = predictions[i] * 255.0 prediction = prediction.astype(np.uint8) imageio.imwrite(output_path, prediction) # 训练并测试UNET模型 if __name__ == '__main__': train() test() ``` 注意:以上代码中的模型结构和超参数可能需要根据具体数据集进行调整。并且,这段代码只适用于二分类问题,如果需要处理多分类问题,则需要对模型结构和损失函数等进行相应的修改。
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