本例子用到了minst数据库,通过训练CNN网络,实现手写数字的预测。

首先先把数据集读取到程序中(MNIST数据集大约12MB,如果没在文件夹中找到就会自动下载):

mnist = input_data.read_data_sets('data/MNIST_data', one_hot=True)

Extracting data/MNIST/train-images-idx3-ubyte.gz
Extracting data/MNIST/train-labels-idx1-ubyte.gz
Extracting data/MNIST/t10k-images-idx3-ubyte.gz
Extracting data/MNIST/t10k-labels-idx1-ubyte.gz

print("Size of:")
print("- Training-set:\t\t{}".format(len(mnist.train.labels)))
print("- Test-set:\t\t{}".format(len(mnist.test.labels)))
print("- Validation-set:\t{}".format(len(mnist.validation.labels)))

Size of:
- Training-set: 55000
- Test-set: 10000

- Validation-set: 5000

然后开始定义输入数据,利用占位符

  • # define placeholder for inputs to network
    xs = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784]) # 28x28
    ys = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])
    keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)
    x_image = tf.reshape(xs, [-1, 28, 28, 1])
    # print(x_image.shape) # [n_samples, 28,28,1]

minst数据集中是28*28大小的图片,784就是一张展平的图片(28*28=784)。None表示输入图片的数量不定。类别是0-9总共10个类别,并定义了后面dropout的占位符。x_image又把展平的图片reshape成了28*28*1的形状,因为是灰色图片,所以通道是1.

然后定义几个函数来方便构造网络:

def weight_variable(shape):
initial = tf.truncated_normal(shape, stddev=0.1)
return tf.Variable(initial) def bias_variable(shape):
initial = tf.constant(0.1, shape=shape)
return tf.Variable(initial) def conv2d(x, W):
# stride [1, x_movement, y_movement, 1]
# Must have strides[0] = strides[3] = 1
return tf.nn.conv2d(x, W, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME') def max_pool_2x2(x):
# stride [1, x_movement, y_movement, 1]
return tf.nn.max_pool(x, ksize=[1,2,2,1], strides=[1,2,2,1], padding='SAME')

truncated_normal函数使得W呈正态分布,标准差为0.1。初始化b为0.1。定义卷积层步数为1,并且周围补0。池化层采用kernel大小为2*2,步数也为2,周围补0。

然后定义CNN神经网络:

  • ## conv1 layer ##
    W_conv1 = weight_variable([5,5, 1,32]) # patch 5x5, in size 1, out size 32
    b_conv1 = bias_variable([32])
    h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1) + b_conv1) # output size 28x28x32
    h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1) # output size 14x14x32 ## conv2 layer ##
    W_conv2 = weight_variable([5,5, 32, 64]) # patch 5x5, in size 32, out size 64
    b_conv2 = bias_variable([64])
    h_conv2 = tf.nn.relu(conv2d(h_pool1, W_conv2) + b_conv2) # output size 14x14x64
    h_pool2 = max_pool_2x2(h_conv2) # output size 7x7x64 ## func1 layer ##
    W_fc1 = weight_variable([7*7*64, 1024])
    b_fc1 = bias_variable([1024])
    # [n_samples, 7, 7, 64] ->> [n_samples, 7*7*64]
    h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2, [-1, 7*7*64])
    h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat, W_fc1) + b_fc1)
    h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob) ## func2 layer ##
    W_fc2 = weight_variable([1024, 10])
    b_fc2 = bias_variable([10])
    prediction = tf.nn.softmax(tf.matmul(h_fc1_drop, W_fc2) + b_fc2)

最后计算损失,使得损失最小。

# the error between prediction and real data
cross_entropy = tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(ys * tf.log(prediction),reduction_indices=[1])) # loss
train_step = tf.train.AdamOptimizer(1e-4).minimize(cross_entropy)

reduce_mean用于计算均值,用法如下: 
tf.reduce_mean(input_tensor, reduction_indices=None, keep_dims=False, name=None)

Computes the mean of elements across dimensions of a tensor.

# 'x' is [[1., 1.]
# [2., 2.]]
tf.reduce_mean(x) ==> 1.5
tf.reduce_mean(x, 0) ==> [1.5, 1.5]
tf.reduce_mean(x, 1) ==> [1., 2.]

完整代码如下:

from __future__ import print_function
import tensorflow as tf
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
# number 1 to 10 data
mnist = input_data.read_data_sets('data/MNIST_data', one_hot=True)
def compute_accuracy(v_xs, v_ys):
global prediction
y_pre = sess.run(prediction, feed_dict={xs: v_xs, keep_prob: 1})
correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y_pre,1), tf.argmax(v_ys,1))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))
result = sess.run(accuracy, feed_dict={xs: v_xs, ys: v_ys, keep_prob: 1})
return result def weight_variable(shape):
initial = tf.truncated_normal(shape, stddev=0.1)
return tf.Variable(initial) def bias_variable(shape):
initial = tf.constant(0.1, shape=shape)
return tf.Variable(initial) def conv2d(x, W):
# stride [1, x_movement, y_movement, 1]
# Must have strides[0] = strides[3] = 1
return tf.nn.conv2d(x, W, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME') def max_pool_2x2(x):
# stride [1, x_movement, y_movement, 1]
return tf.nn.max_pool(x, ksize=[1,2,2,1], strides=[1,2,2,1], padding='SAME') # define placeholder for inputs to network
xs = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784]) # 28x28
ys = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])
keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)
x_image = tf.reshape(xs, [-1, 28, 28, 1])
# print(x_image.shape) # [n_samples, 28,28,1] ## conv1 layer ##
W_conv1 = weight_variable([5,5, 1,32]) # patch 5x5, in size 1, out size 32
b_conv1 = bias_variable([32])
h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1) + b_conv1) # output size 28x28x32
h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1) # output size 14x14x32 ## conv2 layer ##
W_conv2 = weight_variable([5,5, 32, 64]) # patch 5x5, in size 32, out size 64
b_conv2 = bias_variable([64])
h_conv2 = tf.nn.relu(conv2d(h_pool1, W_conv2) + b_conv2) # output size 14x14x64
h_pool2 = max_pool_2x2(h_conv2) # output size 7x7x64 ## func1 layer ##
W_fc1 = weight_variable([7*7*64, 1024])
b_fc1 = bias_variable([1024])
# [n_samples, 7, 7, 64] ->> [n_samples, 7*7*64]
h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2, [-1, 7*7*64])
h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat, W_fc1) + b_fc1)
h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob) ## func2 layer ##
W_fc2 = weight_variable([1024, 10])
b_fc2 = bias_variable([10])
prediction = tf.nn.softmax(tf.matmul(h_fc1_drop, W_fc2) + b_fc2) # the error between prediction and real data
cross_entropy = tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(ys * tf.log(prediction),
reduction_indices=[1])) # loss
train_step = tf.train.AdamOptimizer(1e-4).minimize(cross_entropy) sess = tf.Session()
# important step
sess.run(tf.initialize_all_variables()) for i in range(1000):
batch_xs, batch_ys = mnist.train.next_batch(100)
sess.run(train_step, feed_dict={xs: batch_xs, ys: batch_ys, keep_prob: 0.5})
if i % 50 == 0:
print(compute_accuracy(
mnist.test.images, mnist.test.labels))

tensorflow实现一个神经网络简单CNN网络的更多相关文章

  1. 基于tensorflow搭建一个神经网络

    一,tensorflow的简介 Tensorflow是一个采用数据流图,用于数值计算的 开源软件库.节点在图中表示数字操作,图中的线 则表示在节点间相互联系的多维数据数组,即张量 它灵活的架构让你可以 ...

  2. Tensorflow之卷积神经网络(CNN)

    前馈神经网络的弊端 前一篇文章介绍过MNIST,是采用的前馈神经网络的结构,这种结构有一个很大的弊端,就是提供的样本必须面面俱到,否则就容易出现预测失败.如下图: 同样是在一个图片中找圆形,如果左边为 ...

  3. 【小白学PyTorch】1 搭建一个超简单的网络

    文章目录: 目录 1 任务 2 实现思路 3 实现过程 3.1 引入必要库 3.2 创建训练集 3.3 搭建网络 3.4 设置优化器 3.5 训练网络 3.6 测试 1 任务 首先说下我们要搭建的网络 ...

  4. 【深度学习系列】用PaddlePaddle和Tensorflow实现经典CNN网络AlexNet

    上周我们用PaddlePaddle和Tensorflow实现了图像分类,分别用自己手写的一个简单的CNN网络simple_cnn和LeNet-5的CNN网络识别cifar-10数据集.在上周的实验表现 ...

  5. 机器学习与Tensorflow(6)——LSTM的Tensorflow实现、Tensorboard简单实现、CNN应用

    最近写的一些程序以及做的一个关于轴承故障诊断的程序 最近学习进度有些慢 而且马上假期 要去补习班 去赚下学期生活费 额.... 抓紧时间再多学习点 1.RNN递归神经网络Tensorflow实现程序 ...

  6. 用TensorFlow搭建一个万能的神经网络框架(持续更新)

    我一直觉得TensorFlow的深度神经网络代码非常困难且繁琐,对TensorFlow搭建模型也十分困惑,所以我近期阅读了大量的神经网络代码,终于找到了搭建神经网络的规律,各位要是觉得我的文章对你有帮 ...

  7. 【深度学习系列】用PaddlePaddle和Tensorflow实现经典CNN网络GoogLeNet

    前面讲了LeNet.AlexNet和Vgg,这周来讲讲GoogLeNet.GoogLeNet是由google的Christian Szegedy等人在2014年的论文<Going Deeper ...

  8. TensorFlow.NET机器学习入门【7】采用卷积神经网络(CNN)处理Fashion-MNIST

    本文将介绍如何采用卷积神经网络(CNN)来处理Fashion-MNIST数据集. 程序流程如下: 1.准备样本数据 2.构建卷积神经网络模型 3.网络学习(训练) 4.消费.测试 除了网络模型的构建, ...

  9. 卷积神经网络(CNN)学习算法之----基于LeNet网络的中文验证码识别

    由于公司需要进行了中文验证码的图片识别开发,最近一段时间刚忙完上线,好不容易闲下来就继上篇<基于Windows10 x64+visual Studio2013+Python2.7.12环境下的C ...

随机推荐

  1. 如何用node开发自己的cli工具

    如何用node开发自己的cli工具 灵感 写这个工具的灵感以及场景源于youtube的一次闲聊 github 地址 blog首发 使用场景 原本我们写博客展示shell,例如:安装运转docker,一 ...

  2. Xcode模拟器快捷键

    command + 左右 = 横竖屏旋转 command + H + H = 切入层级后台模式

  3. Python3解leetcode N-ary Tree Level Order Traversal

    问题描述: Given an n-ary tree, return the level order traversal of its nodes' values. (ie, from left to ...

  4. Bugku 杂项 签到题

    签到题 加微信公众号会发现

  5. spring boot 应用发布到Harbor上

    具体的harbor配置和docker配置可以查看前面几篇,也包含了我遇到的问题 settings.xml配置 <server> <id>docker-hub</id> ...

  6. 字符串(二):string

    字符串使用方法整理 系列: 字符串(一):char 数组 字符串(二):string string 是 C++ STL 的一个字符串类型,原型是 vector<char> 并对字符串处理做 ...

  7. Java机试题目

    1.生成一个随机四位数,每位数字不重复. package com.cloud.stagging.lhcloudzuul; import java.util.Random; /** * 1.生成一个随机 ...

  8. php函数名前添加& 函数的引用返回

    function &test(){ static $b=0; $b= $b+1; return $b; } $a= test(); echo $a,"\n"; $a = 3 ...

  9. gitlab+jenkins自动化打包APK

    前置条件: 环境搭建,jenkins需要的插件看这里: gitlab+jenkins自动化打包IOS 配置思路: step1: 搭建sdk,gradle运行环境,参照: CentOS7下安装安装and ...

  10. SPSS详细教程:OR值的计算

    SPSS详细教程:OR值的计算 一.问题与数据 研究者想要探索人群中不同性别者喜欢竞技类或娱乐性体育活动是否有差异.研究者从学习运动医学的学生中随机招募50名学生,记录性别并询问他们喜欢竞技类还是娱乐 ...