2

Есть датасет фруктов. Простая нейронная сеть:

# imports
import numpy as np
import pandas as pd
import scipy as sc
import sklearn as sk
# we'll use keras for our neural-network
# using tenserflow backend
# you can also try tensorflow-gpu
import keras
import tensorflow as tf
# fast imports
from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Activation, Flatten, Dense, Dropout


# versions
print("Keras version: " + keras.__version__)
print("Tensorflow version: " + tf.__version__)

# downoloading data
datagen = ImageDataGenerator(rescale=1. / 255)

train_generator = datagen.flow_from_directory(
    'C:\\Users\\x\\fruits-360\\Training',
    target_size=(100, 100),
    batch_size=64,
    class_mode='binary')

val_generator = datagen.flow_from_directory(
    'C:\\Users\\x\\fruits-360\\Validation',
    target_size=(100, 100),
    batch_size=64,
    class_mode='binary')

test_generator = datagen.flow_from_directory(
    'C:\\Users\\x\\fruits-360\\Validation',
    target_size=(100, 100),
    batch_size=64,
    class_mode='binary')

model = Sequential()

model.add(Conv2D(32, (3, 3), input_shape=(100, 100, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Conv2D(64, (3, 3), input_shape=(100, 100, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.1))

model.add(Conv2D(32, (3, 3), input_shape=(100, 100, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Flatten())
model.add(Dense(64))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(1))
model.add(Activation('sigmoid'))

model.compile(loss='binary_crossentropy',
              optimizer='adam',
              metrics=['accuracy'])

# size of mini-data
batch_size = 64
# train data
train_data = 28736
# validation data
valid_data = 9673
# test data
test_data = 9673

# generate our neural-network
model.fit_generator(
    train_generator,
    steps_per_epoch=train_data // batch_size,
    epochs=7,
    validation_data=val_generator,
    validation_steps=valid_data // batch_size)

scores = model.evaluate_generator(test_generator, test_data // batch_size)
print("Аккуратность на тестовых данных: %.2f%%" % (scores[1] * 100))

Точность этой нейронной сети очень маленькая.
При изменении предпоследнего Dense(), точность этой сети может кардинально измениться.

Как подобрать количество нейронов в этом Dense(), чтобы повысить точность программы?

3
  • Я только начинаю это изучать , из-за этого если вопрос не понятен или мало информации спросите в коментариях . 17 мая 2018 в 18:03
  • Есть формулы по вычислению нейронов на последнем слое , но я не знаю как их применить . Как можно понять, сколько входных и выходных нейронов в свёрточной нейронной сети? 17 мая 2018 в 18:04
  • Я знаю что есть много похожих вопросов , но на них также нету ответов. 17 мая 2018 в 18:04

1 ответ 1

5

У вас целый ряд логических ошибок:

  1. для мультиклассовой классификации (вы же определяете вид/тип фрукта, а не факт изображен ли на картинке фрукт или "не фрукт") на последнем слое надо использовать число нейронов соответствующее числу классов (разных видов фруктов, т.е. 60) и использовать activation='softmax' вместо activation='sigmoid'
  2. В качестве функции потери (loss function) опять же надо использовать 'categorical_crossentropy' вместо 'binary_crossentropy', которая используется только для бинарной классификации.
  3. По той же причине надо поменять во всех вызовах datagen.flow_from_directory(..., class_mode='binary') на datagen.flow_from_directory(..., class_mode='categorical')

Вот подправленный код целиком:

# imports
from pathlib import Path
import numpy as np
import pandas as pd
import scipy as sc
import sklearn as sk
# we'll use keras for our neural-network
# using tenserflow backend
# you can also try tensorflow-gpu
import keras
import tensorflow as tf
# fast imports
from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Activation, Flatten, Dense, Dropout

input_shape = (100, 100, 3)

# versions
print("Keras version: " + keras.__version__)
print("Tensorflow version: " + tf.__version__)

# downoloading data
path = Path(r"/path/to/data/fruits-360")
datagen = ImageDataGenerator(rescale=1. / 255)

train_generator = datagen.flow_from_directory(
    path / 'Training',
    target_size=(100, 100),
    batch_size=64,
    class_mode='categorical')

val_generator = datagen.flow_from_directory(
    path / 'Validation',
    target_size=(100, 100),
    batch_size=64,
    class_mode='categorical')

test_generator = datagen.flow_from_directory(
    path / 'Validation',
    target_size=(100, 100),
    batch_size=64,
    class_mode='categorical')

model = Sequential()

model.add(Conv2D(32, (3, 3), input_shape=input_shape, activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.1))

model.add(Conv2D(32, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Flatten())
model.add(Dense(64, activation='relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(60, activation='softmax'))

model.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer='adam',
              metrics=['accuracy'])

print('Model summary')
print(model.summary())

# size of mini-data
batch_size = 64
# train data
train_data = 28736
# validation data
valid_data = 9673
# test data
test_data = 9673

# generate our neural-network
model.fit_generator(
    train_generator,
    steps_per_epoch=train_data // batch_size,
    epochs=7,
    validation_data=val_generator,
    validation_steps=valid_data // batch_size)

scores = model.evaluate_generator(test_generator, test_data // batch_size)
print("Аккуратность на тестовых данных: %.2f%%" % (scores[1] * 100))

Вывод программы:

Keras version: 2.1.5
Tensorflow version: 1.8.0
Found 28736 images belonging to 60 classes.
Found 9673 images belonging to 60 classes.
Found 9673 images belonging to 60 classes.
Model summary
_________________________________________________________________
Layer (type)                 Output Shape              Param #
=================================================================
conv2d_13 (Conv2D)           (None, 98, 98, 32)        896
_________________________________________________________________
max_pooling2d_13 (MaxPooling (None, 49, 49, 32)        0
_________________________________________________________________
conv2d_14 (Conv2D)           (None, 47, 47, 64)        18496
_________________________________________________________________
max_pooling2d_14 (MaxPooling (None, 23, 23, 64)        0
_________________________________________________________________
dropout_8 (Dropout)          (None, 23, 23, 64)        0
_________________________________________________________________
conv2d_15 (Conv2D)           (None, 21, 21, 32)        18464
_________________________________________________________________
max_pooling2d_15 (MaxPooling (None, 10, 10, 32)        0
_________________________________________________________________
flatten_5 (Flatten)          (None, 3200)              0
_________________________________________________________________
dense_8 (Dense)              (None, 64)                204864
_________________________________________________________________
dropout_9 (Dropout)          (None, 64)                0
_________________________________________________________________
dense_9 (Dense)              (None, 60)                3900
=================================================================
Total params: 246,620
Trainable params: 246,620
Non-trainable params: 0
_________________________________________________________________
None
Epoch 1/7
449/449 [==============================] - 785s 2s/step - loss: 2.0230 - acc: 0.4298 - val_loss: 0.4334 - val_acc: 0.8779
Epoch 2/7
449/449 [==============================] - 781s 2s/step - loss: 0.6728 - acc: 0.7705 - val_loss: 0.2270 - val_acc: 0.9296
Epoch 3/7
449/449 [==============================] - 762s 2s/step - loss: 0.4570 - acc: 0.8390 - val_loss: 0.1831 - val_acc: 0.9362
Epoch 4/7
320/449 [====================>.........] - ETA: 3:16 - loss: 0.3632 - acc: 0.8692

PS обучение еще не окончено...

2
  • 1
    Спасибо Вам огромное! Я новичок , из-за этого достаточно много совершаю ошибок(. 18 мая 2018 в 13:39
  • 1
    @True-hacker, всегда рад помочь :) 18 мая 2018 в 13:40

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.