深度学习（中）

1.前馈全连接神经网络对鸢尾花数据集进行分类

1.1导入鸢尾花数据集

iris =load_iris()

1.2划分训练集测试集

x_train,x_test,y_train,y_test = train_test_split(iris.data,iris.target,test_size=0.2,random_state=23)

参数1：数据集数据

参数2：数据集标签

参数3：测试集大小

参数4：随机种子

1.3划分验证集

x_train,X_valid,y_train,y_valid = train_test_split(x_train,y_train,test_size=0.2,random_state=12)

1.4输出验证集训练集的形状

print(X_valid.shape)

print(X_train.shape)

运行结果：

1.5 训练模型（和上篇文章有些方法是一样的）

keras.layers.Dropout(rate=0.2)

Dropout是一种正则化方法，用于防止过拟合；rate=0.2表示在训练时，该层会随机地将20%的输入单元置0

8.6使用fit训练模型，将训练过程转为二维数组

h = model.fit(x_train,y_train,batch_size=10,epochs=20,validation_data=(X_valid,y_valid))

pd.DataFrame(h.history)

运行结果：

1.7 画图

运行结果：

1.8评估模型:使用函数evaluate

model.evaluate(x_test,y_test,batch_size=1)

运行结果：

2.卷积神经网络

2.1加载显示图像

2.1.1导入加载内置图像的库

from sklearn.datasets import load_sample_image

2.1.2将图像进行归一化

china = load_sample_image('china.jpg')/255

flower = load_sample_image('flower.jpg')/255

2.1.3绘制图像

plt.subplot(1,2,1)
plt.imshow(china)
plt.subplot(1,2,2)
plt.imshow(flower)

2.1.4输出维度

print('china.jpg的维度：',china.shape)
print('flower.jpg的维度：',flower.shape)

2.1.5将两张图像组成一个数组

imgs = np.array([china,flower])
img_shape = imgs.shape

print('数据集的维度：',img_shape)

运行结果：

2.2确定卷积层大小，滑动步长   输出特征图数目

u = 7            #卷积层大小
s = 1            #滑动步长
p = 5            #输出特征图数目

2.3定义二维卷积层

conv = keras.layers.Conv2D(filters = p,kernel_size = u,strides = s,padding = 'SAME',activation = 'relu',input_shape = img_shape)

参数1：卷积核数量

参数2：卷积核的大小

参数3：卷积的步长

参数4：卷积操作时使用的填充方式， 'SAME' 表示使用边界像素填充，保持卷积后输出的空间维度与输入相同，'VALID'不使用填充，可能会导致输出的空间维度小于输入

参数5：激活函数

参数6：输出数据的形状

2.4将二维卷积层应用于图像数组，打印卷积后的张量大小

img_after_conv = conv(imgs)
print('卷积后的张量大小：',img_after_conv.shape)

运行结果：

2.5 汇聚层

2.5.1应用最大池化层到卷积后的图像数据，减少数据维度，打印处理后的图像数据的形状

定义了一个最大池化层，参数为：指定了池化窗口的大小

pool_max = keras.layers.MaxPool2D(pool_size = 2)

将最大池化层应用到卷积后的图像数据

img_after_pool_max = pool_max(img_after_conv)

print('最大汇聚后的张量大小：',img_after_pool_max.shape)

运行结果：

2.6 平均汇聚

和汇聚层操作过程一样，使用的方法不一样

keras.layers.AvgPool2D

运行结果：

2.7 全局平均汇聚

和汇聚层操作过程一样，使用的方法不一样

 keras.layers.GlobalAvgPool2D

运行结果：