• 机器学习十五----手写数字识别-小数据集


    1.手写数字数据集

    • from sklearn.datasets import load_digits
    • digits = load_digits()

     

    2.图片数据预处理

    • x:归一化MinMaxScaler()
    • y:独热编码OneHotEncoder()或to_categorical
    • 训练集测试集划分
    • 张量结构
    # 2、数据预处理
    scaler = MinMaxScaler()
    X_data = scaler.fit_transform(X_data)  # X归一化
    print("归一化后的数据:")
    print(X_data)
    # Y独热编码
    Y = OneHotEncoder().fit_transform(Y_target).todense()
    print("独热编码后的标签数据:")
    print(Y)
    
    #转换为图片格式
    X = X_data.reshape(-1,8,8,1)
    print(X)
    
    #划分训练集测试集
    X_train,X_test,Y_train,Y_test = train_test_split(X ,Y ,test_size=0.2,random_state=0,stratify=Y)

     

    3.设计卷积神经网络结构

    • 绘制模型结构图,并说明设计依据。
    # 3、设计卷积神经网络
    model = Sequential()
    # 一层卷积
    model.add(Conv2D(filters=16,kernel_size=(5, 5),padding='same',input_shape=X_train.shape[1:],activation='relu'))
    # 二层卷积
    model.add(Conv2D(filters=32,kernel_size=(5, 5),padding='same',activation='relu'))
    # 池化层1
    model.add(MaxPool2D(pool_size=(2, 2)))
    model.add(Dropout(0.25))
    #三层卷积
    model.add(Conv2D(filters=32,kernel_size=(5, 5),padding='same',activation='relu'))
    # 池化层2
    model.add(MaxPool2D(pool_size=(2, 2)))
    model.add(Dropout(0.25))
    # 四层卷积
    model.add(Conv2D(filters=64,kernel_size=(5, 5),padding='same',activation='relu'))
    
    model.add(Flatten())
    # 全连接层
    model.add(Dense(128, activation='relu'))
    model.add(Dropout(0.25))
    model.add(Dense(10, activation='softmax')) # 激活函数
    model.summary()

     

    4.模型训练

    • model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
    • train_history = model.fit(x=X_train,y=y_train,validation_split=0.2, batch_size=300,epochs=10,verbose=2)
    # 4、模型训练
    model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
    train_history = model.fit(x=X_train,y=Y_train,validation_split=0.2, batch_size=300,epochs=10,verbose=2)

    5.模型评价

    # 5、模型评价
    score = model.evaluate(X_test,Y_test)
    print(score)
    
    # 交叉表和交叉矩阵
    # 使用模型对X的测试数据进行预测
    y_pre = model.predict_classes(X_test)
    print(y_pre)
    
    # 交叉表
    y_test = np.argmax(Y_test,axis=1).reshape(-1)
    y_true = np.array(y_test)[0]
    print(y_true)
    pd.crosstab(y_true,y_pre,rownames=["true"],colnames=["predict"])
    
    # 交叉矩阵
    a = pd.crosstab(y_true,y_pre)
    df = pd.DataFrame(a)
    sns.heatmap(df,annot=True,cmap='summer',linewidths=0.2,linecolor='R')
    plt.show()

     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xiaoAP/p/13125213.html
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