tiny-dnn是一个基于DNN的深度学习开源库,它的License是BSD 3-Clause。之前名字是tiny-cnn是基于CNN的,tiny-dnn与tiny-cnn相关又增加了些新层。此开源库很活跃,几乎每天都有新的提交,因此下面详细介绍下tiny-dnn在windows7 64bit vs2013的编译及使用。

1.      从https://github.com/tiny-dnn/tiny-dnn 下载源码:

$ git clone https://github.com/tiny-dnn/tiny-dnn.git 版本号为6281c1b,更新日期2016.12.03

2.      源文件中已经包含了vs2013工程,vc/vc12/tiny-dnn.sln,默认是win32的,这里新建一个x64的控制台工程tiny-dnn;

3.      仿照源工程,将相应.h文件加入到新控制台工程中,新加一个test_tiny-dnn.cpp文件;

4.      仿照examples/mnist中test.cpp和train.cpp文件中的代码添加测试代码;

#include "funset.hpp"
#include <string>
#include <algorithm>
#include "tiny_dnn/tiny_dnn.h"

static void construct_net(tiny_dnn::network<tiny_dnn::sequential>& nn)
{
	// connection table [Y.Lecun, 1998 Table.1]
#define O true
#define X false
	static const bool tbl[] = {
		O, X, X, X, O, O, O, X, X, O, O, O, O, X, O, O,
		O, O, X, X, X, O, O, O, X, X, O, O, O, O, X, O,
		O, O, O, X, X, X, O, O, O, X, X, O, X, O, O, O,
		X, O, O, O, X, X, O, O, O, O, X, X, O, X, O, O,
		X, X, O, O, O, X, X, O, O, O, O, X, O, O, X, O,
		X, X, X, O, O, O, X, X, O, O, O, O, X, O, O, O
	};
#undef O
#undef X

	// by default will use backend_t::tiny_dnn unless you compiled
	// with -DUSE_AVX=ON and your device supports AVX intrinsics
	tiny_dnn::core::backend_t backend_type = tiny_dnn::core::default_engine();

	// construct nets: C: convolution; S: sub-sampling; F: fully connected
	nn << tiny_dnn::convolutional_layer<tiny_dnn::activation::tan_h>(32, 32, 5, 1, 6,  // C1, 1@32x32-in, 6@28x28-out
		tiny_dnn::padding::valid, true, 1, 1, backend_type)
		<< tiny_dnn::average_pooling_layer<tiny_dnn::activation::tan_h>(28, 28, 6, 2)   // S2, 6@28x28-in, 6@14x14-out
		<< tiny_dnn::convolutional_layer<tiny_dnn::activation::tan_h>(14, 14, 5, 6, 16, // C3, 6@14x14-in, 16@10x10-out
		connection_table(tbl, 6, 16),
		tiny_dnn::padding::valid, true, 1, 1, backend_type)
		<< tiny_dnn::average_pooling_layer<tiny_dnn::activation::tan_h>(10, 10, 16, 2)  // S4, 16@10x10-in, 16@5x5-out
		<< tiny_dnn::convolutional_layer<tiny_dnn::activation::tan_h>(5, 5, 5, 16, 120, // C5, 16@5x5-in, 120@1x1-out
		tiny_dnn::padding::valid, true, 1, 1, backend_type)
		<< tiny_dnn::fully_connected_layer<tiny_dnn::activation::tan_h>(120, 10,        // F6, 120-in, 10-out
		true, backend_type);
}

static void train_lenet(const std::string& data_dir_path)
{
	// specify loss-function and learning strategy
	tiny_dnn::network<tiny_dnn::sequential> nn;
	tiny_dnn::adagrad optimizer;

	construct_net(nn);

	std::cout << "load models..." << std::endl;

	// load MNIST dataset
	std::vector<tiny_dnn::label_t> train_labels, test_labels;
	std::vector<tiny_dnn::vec_t> train_images, test_images;

	tiny_dnn::parse_mnist_labels(data_dir_path + "/train-labels.idx1-ubyte", &train_labels);
	tiny_dnn::parse_mnist_images(data_dir_path + "/train-images.idx3-ubyte", &train_images, -1.0, 1.0, 2, 2);
	tiny_dnn::parse_mnist_labels(data_dir_path + "/t10k-labels.idx1-ubyte", &test_labels);
	tiny_dnn::parse_mnist_images(data_dir_path + "/t10k-images.idx3-ubyte", &test_images, -1.0, 1.0, 2, 2);

	std::cout << "start training" << std::endl;

	tiny_dnn::progress_display disp(static_cast<unsigned long>(train_images.size()));
	tiny_dnn::timer t;
	int minibatch_size = 10;
	int num_epochs = 30;

	optimizer.alpha *= static_cast<tiny_dnn::float_t>(std::sqrt(minibatch_size));

	// create callback
	auto on_enumerate_epoch = [&](){
		std::cout << t.elapsed() << "s elapsed." << std::endl;
		tiny_dnn::result res = nn.test(test_images, test_labels);
		std::cout << res.num_success << "/" << res.num_total << std::endl;

		disp.restart(static_cast<unsigned long>(train_images.size()));
		t.restart();
	};

	auto on_enumerate_minibatch = [&](){
		disp += minibatch_size;
	};

	// training
	nn.train<tiny_dnn::mse>(optimizer, train_images, train_labels, minibatch_size, num_epochs, on_enumerate_minibatch, on_enumerate_epoch);

	std::cout << "end training." << std::endl;

	// test and show results
	nn.test(test_images, test_labels).print_detail(std::cout);

	// save network model & trained weights
	nn.save(data_dir_path + "/LeNet-model");
}

// rescale output to 0-100
template <typename Activation>
static double rescale(double x)
{
	Activation a;
	return 100.0 * (x - a.scale().first) / (a.scale().second - a.scale().first);
}

static void convert_image(const std::string& imagefilename, double minv, double maxv, int w, int h, tiny_dnn::vec_t& data)
{
	tiny_dnn::image<> img(imagefilename, tiny_dnn::image_type::grayscale);
	tiny_dnn::image<> resized = resize_image(img, w, h);

	// mnist dataset is "white on black", so negate required
	std::transform(resized.begin(), resized.end(), std::back_inserter(data),
		[=](uint8_t c) { return (255 - c) * (maxv - minv) / 255.0 + minv; });
}

int test_dnn_mnist_train()
{
	std::string data_dir_path = "E:/GitCode/NN_Test/data";
	train_lenet(data_dir_path);

	return 0;
}

int test_dnn_mnist_predict()
{
	std::string model { "E:/GitCode/NN_Test/data/LeNet-model" };
	std::string image_path { "E:/GitCode/NN_Test/data/images/"};
	int target[10] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

	tiny_dnn::network<tiny_dnn::sequential> nn;
	nn.load(model);

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		std::string str = std::to_string(i);
		str += ".png";
		str = image_path + str;

		// convert imagefile to vec_t
		tiny_dnn::vec_t data;
		convert_image(str, -1.0, 1.0, 32, 32, data);

		// recognize
		auto res = nn.predict(data);
		std::vector<std::pair<double, int> > scores;

		// sort & print top-3
		for (int j = 0; j < 10; j++)
			scores.emplace_back(rescale<tiny_dnn::tan_h>(res[j]), j);

		std::sort(scores.begin(), scores.end(), std::greater<std::pair<double, int>>());

		for (int j = 0; j < 3; j++)
			fprintf(stdout, "%d: %f;  ", scores[j].second, scores[j].first);
		fprintf(stderr, "\n");

		// save outputs of each layer
		for (size_t j = 0; j < nn.depth(); j++) {
			auto out_img = nn[j]->output_to_image();
			auto filename = image_path + std::to_string(i) + "_layer_" + std::to_string(j) + ".png";
			out_img.save(filename);
		}

		// save filter shape of first convolutional layer
		auto weight = nn.at<tiny_dnn::convolutional_layer<tiny_dnn::tan_h>>(0).weight_to_image();
		auto filename = image_path + std::to_string(i) + "_weights.png";
		weight.save(filename);

		fprintf(stdout, "the actual digit is: %d, correct digit is: %d \n\n", scores[0].second, target[i]);
	}

	return 0;
}

5.      运行程序,train时,运行结果如下图所示,准确率达到99%以上:

6.  对生成的model进行测试,通过画图工具,每个数字生成一张图像,共10幅,如下图:

7. 通过导入train时生成的model,对这10张图像进行识别,识别结果如下图,其中0,8,9被误识别为2,2,1.

GitHub:https://github.com/fengbingchun/NN_Test

深度学习开源库tiny-dnn的使用(MNIST)的更多相关文章

  1. MXNet 学习 (1) --- 最易上手的深度学习开源库 --- 安装及环境搭建

    安装环境:Win 10 专业版 64位 + Visual Studio 2015 Community. 记录下自己在有GPU的环境下安装配置MXNet的过程.该过程直接使用MXNet release ...

  2. AI炼丹 - 深度学习必备库 numpy

    目录 深度学习必备库 - Numpy 1. 基础数据结构ndarray数组 1.1 为什么引入ndarray数组 1.2 如何创建ndarray数组 1.3 ndarray 数组的基本运算 1.4 n ...

  3. 谷歌发布了 T2T(Tensor2Tensor)深度学习开源系统

    谷歌开源T2T模型库,深度学习系统进入模块化时代! 谷歌大脑颠覆深度学习混乱现状,要用单一模型学会多项任务 https://github.com/tensorflow/models https://g ...

  4. 深度学习开源工具——caffe介绍

    本页是转载caffe的一个介绍,之前的页面图都down了,更新一下. 目录 简介 要点记录 提问 总结 简介 报告时间是北京时间 12月14日 凌晨一点到两点,主讲人是 Caffe 团队的核心之一 E ...

  5. python数据可视化、数据挖掘、机器学习、深度学习 常用库、IDE等

    一.可视化方法 条形图 饼图 箱线图(箱型图) 气泡图 直方图 核密度估计(KDE)图 线面图 网络图 散点图 树状图 小提琴图 方形图 三维图 二.交互式工具 Ipython.Ipython not ...

  6. 深度学习常用数据集 API(包括 Fashion MNIST)

    基准数据集 深度学习中经常会使用一些基准数据集进行一些测试.其中 MNIST, Cifar 10, cifar100, Fashion-MNIST 数据集常常被人们拿来当作练手的数据集.为了方便,诸如 ...

  7. 【深度学习笔记】(二)基于MNIST数据集的神经网络实验

    一.介绍 MNIST(Mixed National Institute of Standards and Technology database)是网上著名的公开数据库之一,是一个入门级的计算机视觉数 ...

  8. Ubuntu14.04上深度学习Caffe库安装指南(CUDA7.5 + opencv3.1)

    Ubuntu14.04上Caffe安装指南 安装的准备工作 首先,安装官方版Caffe时.假设要使用Cuda.须要确认自己确实有NVIDIA GPU. 安装Ubuntu时,将/boot 分区分大概20 ...

  9. 深度学习练手项目——DNN识别手写数字

    该案例主要目的是为了熟悉Keras基本用法,以及了解DNN基本流程. 示例代码: import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from ker ...

随机推荐

  1. 原生js模仿jq fadeIn fadeOut效果 兼容IE低版本

    <!DOCTYPE html> <html> <head lang="en"> <meta charset="UTF-8&quo ...

  2. swift 第一个IOS应用程序

    swift 出来也有一阵子了,一直没有时间来研究.简单的看了看.随手写几篇文章.特此声明:本博客纯属个人学习,有不足之处,属于正常,希望多多见谅. 第一个IOS应用程序开发 一.准备工作: (1)Ma ...

  3. [CQOI2006]凸多边形(半平面相交)

    嘟嘟嘟 本来我要写feng shui这道题的.然后网上都说什么半平面相交,于是我还得现学这个东西,就来刷这道模板题了. 所谓的半平面相交和高中数学的分数规划特别像.比如这道题,把每一条边看成一条有向直 ...

  4. C# - 静态类和静态构造函数

    一个类只能有一个静态构造函数,该构造函数不能有访问修饰符,不能带任何参数,不能直接调用,只能在: 1 创建包含静态构造函数的类实例时 2 访问包含静态构造函数的静态成员时 会先调用静态构造函数,无论创 ...

  5. (转)ci

    1  从代码管理器签出源文件 2  修改代码 3  编译代码 4  遇到错误,转到2继续修改直到达到预期 5  运行单元测试,期望所有的测试绿色(通过) 6  单元测试出错,转入2 7  重构代码,按 ...

  6. python中matplotlib总结

    该总结只是为了记录自己学习过程中容易遗忘的问题,权当一个记事本使用. 1:散点图 plt.scatter()函数的原型 scatter(x, y, s=s, c=c, marker=marker, c ...

  7. 【luogu P3258 [JLOI2014]松鼠的新家】 题解

    题目链接:https://www.luogu.org/problemnew/show/P3258 谁说树剖过不去会RE呢? 我今天就是要强行树剖了 树剖强艹 #include <cstdio&g ...

  8. poj 2253 Frogger 最小瓶颈路(变形的最小生成树 prim算法解决(需要很好的理解prim))

    传送门: http://poj.org/problem?id=2253 Frogger Time Limit: 1000MS   Memory Limit: 65536K Total Submissi ...

  9. HDU1005 Number Sequence(找规律,周期是变化的)

    传送门: http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1005 Number Sequence Time Limit: 2000/1000 MS (Java/O ...

  10. DPDK测试用例(sample)编译

    前言 要使用DPDK的测试用例,必须先进行编译,以此记录编译的操作,方便日后查找 编译用例 设置环境变量,将DPDK的目录路径添加到编译代码中,RTE_SDK指示DPDK目录路径: export RT ...