使用CIFAR-10样本数据集测试卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetwork,CNN)
第一次将例程跑起来了,有些兴趣。
参考的是如下URL:
http://www.yidianzixun.com/article/0KNz7OX1
本来是比较Keras和Tensorflow的,我现在的水平,只能是跑通一个算一个啦。
因为要比较CPU和GPU的性能,两个DOCKER如下:
tensorflow/tensorflow:1.12.0-gpu-py3
tensorflow/tensorflow:1.12.0-py3
CIFAR-10的数据自已从网上下载,所以出现如下错误时,要自己更改成一个内网URL地址:

Traceback (most recent call last):
File , in <module>
split = tf.keras.datasets.cifar10.load_data()
File , in load_data
path = get_file(dirname, origin=origin, untar=True)
File , in get_file
raise Exception(error_msg.format(origin, e.errno, e.reason))
Exception: URL fetch failure on https://www.cs.toronto.edu/~kriz/cifar-10-python.tar.gz: None -- [Errno -3] Temporary failure in name resolution
/usr/local/lib/python3.5/dist-packages/tensorflow/python/keras/datasets/cifar10.py这个文件40行是一个网址,更改一下就OK了。一,modle层实现代码pyimagesearch/minivggnettf.py
# import the necessary packages
import tensorflow as tf
class MiniVGGNetTF:
@staticmethod
def build(width, height, depth, classes):
# initialize the input shape and channel dimension, assuming
# TensorFlow/channels-last ordering
inputShape = (height, width, depth)
chanDim = -1
# define the model input
inputs = tf.keras.layers.Input(shape=inputShape)
# first (CONV => RELU) * 2 => POOL layer set
x = tf.keras.layers.Conv2D(32, (3, 3), padding="same")(inputs)
x = tf.keras.layers.Activation("relu")(x)
x = tf.keras.layers.BatchNormalization(axis=chanDim)(x)
x = tf.keras.layers.Conv2D(32, (3, 3), padding="same")(x)
x = tf.keras.layers.Lambda(lambda t: tf.nn.crelu(x))(x)
x = tf.keras.layers.BatchNormalization(axis=chanDim)(x)
x = tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(x)
x = tf.keras.layers.Dropout(0.25)(x)
# second (CONV => RELU) * 2 => POOL layer set
x = tf.keras.layers.Conv2D(64, (3, 3), padding="same")(x)
x = tf.keras.layers.Lambda(lambda t: tf.nn.crelu(x))(x)
x = tf.keras.layers.BatchNormalization(axis=chanDim)(x)
x = tf.keras.layers.Conv2D(64, (3, 3), padding="same")(x)
x = tf.keras.layers.Lambda(lambda t: tf.nn.crelu(x))(x)
x = tf.keras.layers.BatchNormalization(axis=chanDim)(x)
x = tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(x)
x = tf.keras.layers.Dropout(0.25)(x)
# first (and only) set of FC => RELU layers
x = tf.keras.layers.Flatten()(x)
x = tf.keras.layers.Dense(512)(x)
x = tf.keras.layers.Lambda(lambda t: tf.nn.crelu(x))(x)
x = tf.keras.layers.BatchNormalization()(x)
x = tf.keras.layers.Dropout(0.5)(x)
# softmax classifier
x = tf.keras.layers.Dense(classes)(x)
x = tf.keras.layers.Activation("softmax")(x)
# create the model
model = tf.keras.models.Model(inputs, x, name="minivggnet_tf")
# return the constructed network architecture
return model
二,数据训练
train_network_tf.py
# USAGE
# python train_network_tf.py
# set the matplotlib backend so figures can be saved in the background
import matplotlib
matplotlib.use("Agg")
# import the necessary packages
from pyimagesearch.minivggnettf import MiniVGGNetTF
from sklearn.preprocessing import LabelBinarizer
from sklearn.metrics import classification_report
import matplotlib.pyplot as plt
import tensorflow as tf
import numpy as np
import argparse
# construct the argument parser and parse the arguments
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-p", "--plot", type=str, default="plot_tf.png",
help="path to output loss/accuracy plot")
args = vars(ap.parse_args())
# load the training and testing data, then scale it into the
# range [0, 1]
print("[INFO] loading CIFAR-10 data...")
split = tf.keras.datasets.cifar10.load_data()
((trainX, trainY), (testX, testY)) = split
trainX = trainX.astype("float") / 255.0
testX = testX.astype("float") / 255.0
# convert the labels from integers to vectors
lb = LabelBinarizer()
trainY = lb.fit_transform(trainY)
testY = lb.transform(testY)
# initialize the label names for the CIFAR-10 dataset
labelNames = ["airplane", "automobile", "bird", "cat", "deer",
"dog", "frog", "horse", "ship", "truck"]
# initialize the initial learning rate, total number of epochs to
# train for, and batch size
INIT_LR = 0.01
EPOCHS = 5
BS = 32
# initialize the optimizer and model
print("[INFO] compiling model...")
opt = tf.keras.optimizers.SGD(lr=INIT_LR, decay=INIT_LR / EPOCHS)
model = MiniVGGNetTF.build(width=32, height=32, depth=3,
classes=len(labelNames))
model.compile(loss="categorical_crossentropy", optimizer=opt,
metrics=["accuracy"])
# train the network
print("[INFO] training network for {} epochs...".format(EPOCHS))
H = model.fit(trainX, trainY, validation_data=(testX, testY),
batch_size=BS, epochs=EPOCHS, verbose=1)
# evaluate the network
print("[INFO] evaluating network...")
predictions = model.predict(testX, batch_size=32)
print(classification_report(testY.argmax(axis=1),
predictions.argmax(axis=1), target_names=labelNames))
# plot the training loss and accuracy
plt.style.use("ggplot")
plt.figure()
plt.plot(np.arange(0, EPOCHS), H.history["loss"], label="train_loss")
plt.plot(np.arange(0, EPOCHS), H.history["val_loss"], label="val_loss")
plt.plot(np.arange(0, EPOCHS), H.history["acc"], label="train_acc")
plt.plot(np.arange(0, EPOCHS), H.history["val_acc"], label="val_acc")
plt.title("Training Loss and Accuracy on Dataset")
plt.xlabel("Epoch #")
plt.ylabel("Loss/Accuracy")
plt.legend(loc="lower left")
plt.savefig(args["plot"])
三,结果对比:
当使用GPU吧,一个批次完成需要30秒上下。

而只使用CPU的话,一个批次完成则需要330秒以上。

效率提高10倍以上啊。
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