Python机器学习进阶:深度学习框架TensorFlow与Keras应用
TensorFlow是一个开源软件库,用于高性能数值计算,主要用于机器学习应用。这个模型是一个卷积神经网络(CNN),它首先通过两个卷积层学习图像的特征,然后通过最大池化层来降低维度,最后通过全连接层进行分类。模型在训练集上进行训练,并在测试集上进行评估。注意,我们在模型中添加了两层Dropout,这是一种正则化技术,可以帮助防止过拟合。以下是一个简单的例子,展示如何使用TensorFlow和Ke
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TensorFlow和Keras是Python中非常流行的深度学习框架。TensorFlow是一个开源软件库,用于高性能数值计算,主要用于机器学习应用。Keras是一个用Python编写的高级神经网络API,能够在TensorFlow、Theano或CNTK上运行。由于Keras的易用性和简洁性,它经常作为TensorFlow的高级API使用。
以下是一个简单的例子,展示如何使用TensorFlow和Keras来构建和训练一个基本的神经网络模型,用于解决MNIST手写数字识别问题。
首先,你需要安装TensorFlow。你可以使用pip来安装:
pip install tensorflow
然后,你可以使用以下代码来构建和训练模型:
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras.datasets import mnist
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Dense, Dropout, Flatten
from tensorflow.keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D
# 输入图像的维度
img_rows, img_cols = 28, 28
num_classes = 10
# 加载MNIST数据集
(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()
# 将数据归一化到0-1之间
x_train = x_train.reshape(x_train.shape[0], img_rows, img_cols, 1)
x_test = x_test.reshape(x_test.shape[0], img_rows, img_cols, 1)
input_shape = (img_rows, img_cols, 1)
x_train = x_train.astype('float32')
x_test = x_test.astype('float32')
x_train /= 255
x_test /= 255
# 将类向量(整数)转换为二进制类矩阵
y_train = tf.keras.utils.to_categorical(y_train, num_classes)
y_test = tf.keras.utils.to_categorical(y_test, num_classes)
# 构建模型
model = Sequential()
model.add(Conv2D(32, kernel_size=(3, 3),
activation='relu',
input_shape=input_shape))
model.add(Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))
model.add(Dropout(0.25))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(128, activation='relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(Dense(num_classes, activation='softmax'))
# 编译模型
model.compile(loss=tf.keras.losses.categorical_crossentropy,
optimizer=tf.keras.optimizers.Adadelta(),
metrics=['accuracy'])
# 训练模型
model.fit(x_train, y_train,
batch_size=128,
epochs=10,
verbose=1,
validation_data=(x_test, y_test))
# 评估模型
score = model.evaluate(x_test, y_test, verbose=0)
print('Test loss:', score[0])
print('Test accuracy:', score[1])
这个模型是一个卷积神经网络(CNN),它首先通过两个卷积层学习图像的特征,然后通过最大池化层来降低维度,最后通过全连接层进行分类。模型在训练集上进行训练,并在测试集上进行评估。注意,我们在模型中添加了两层Dropout,这是一种正则化技术,可以帮助防止过拟合。
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