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学习manim引擎和使用Keras对鸢尾花进行分类

学习manim引擎和使用Keras对鸢尾花进行分类

作者: 何同尘 | 来源:发表于2019-01-04 22:43 被阅读5次

    学习manim引擎

    首先,对manim的博客网站资料进行了学习,manim没有文档,一切全是自己摸索,加上我是一个编程半个小白,先看看别人有什么理解。
    参考:B站up主的manim的使用。
    manim学习日记(三)。
    网址就不放了,讲了一些简单的制作。

    结构

    manim有一些重要的构成:
    数学对象 场景 动画 工具
    对应的文件夹:mobject sence animation utils

    数学对象:我们在动画中表达的一切都是数学对象 包括 点、线、面、空间、左边、文字等具体可以在包里查看。

    场景:就是背景,默认的是黑色背景,你也可以使用作者使用的“派”背景。

    动画:与动画相关的各类方法,创造,刷新,移动,指示,旋转,强调,变形等,是核心组件。例如:ShowCreation()

    utils:大部分引用外部应用的功能都在这里,包括python的绘图库,贝塞尔曲线矢量图,着色系统,latex写公式转成图片等功能

    在这里我写了一个极其简单的程序:

    from big_ol_pile_of_manim_imports import *
    
    
    class Test(TeacherStudentsScene):
        def construct(self):
            text1 = TextMobject('I love you')
            text2 = TextMobject('this is a funny!')
            text3 = TextMobject('between we distance similar as :')
            dot1 = Dot(color=COLOR_MAP["RED_A"],point=UL*2)
            dot2 = Dot(color=COLOR_MAP["RED_B"],point=DR*2)
            line1 = Line(dot1,dot2)
            self.play(ShowCreation(text1))
            self.wait(1)
            self.play(ShrinkToCenter(text1))
            self.play(FadeOutAndShift(text1))
            self.wait(1)
            self.play(ShowCreation(text2))
            self.wait(1)
            self.play(FadeOutAndShift(text2,UP))
            self.wait(1)
            self.play(ShowCreation(text3))
            self.wait(1)
            self.play(FadeOut(text3))
            self.wait(1)
            self.play(ShowCreation(dot1))
            self.wait(1)
            self.play(ShowCreation(dot2))
            self.wait(1)
            self.play(ShowCreation(line1))
            self.wait(3)
    
    
    
    
            '''self.play(Write(text))
            c1 = Circle()
            d1  = Dot(IN)
            d2 = Dot(OUT+LEFT*2,color = COLOR_MAP["GREEN_A"])
            s1 = Square()
            e1 = Ellipse()
            s2 = Sector(outer_radius=4,
            inner_radius= 0,color=COLOR_MAP["MAROON_A"])
            l1 = Line(d1,d2,color =  COLOR_MAP["YELLOW_B"])
            d3 = DashedLine(d1,d2)
            a1 =Arrow(d1,d2)
            #p1 = Polygon(np.array([1,2,3,4],[-1,-2,-3,-4]))
           # p2 = RegularPolygon()
    
            self.play(ShowCreation(c1))
            self.play(ShowCreation(d1))
            self.play(ShowCreation(d2))
            self.play(ShowCreation(e1))
            self.play(ShowCreation(s2))
            self.play(ShowCreation(l1))
            self.play(ShowCreation(a1))
           # self.play(ShowCreation(p1))
           # self.play(ShowCreation(p2))
            self.play(Transform(c1,d1))
            self.play(ShowCreation(s1))
            self.play(FadeOutAndShift(d1))
            self.play(FadeOutAndShift(d2))
            self.play(FadeOutAndShift(e1))
            self.play(FadeOutAndShift(s2))
            self.play(FadeOutAndShift(l1))
            self.play(FadeOutAndShift(a1))
            self.wait()'''
    

    程序虽然简单,但是足以明白程序的实现过程。
    另外:怎样去执行程序:

    python -m manim -h #查看命令帮助 -m是指定驱动引擎
    #接下来给个实例:
    python -m manim -w test.py Test -pl
    #-w 写入媒体文件,-p 预览, -l 低质量 test.py 自己所写的py文件, Test实例化的动画(在上面)
    

    更多内容查看官方的极简文档。

    keras对鸢尾花分类

    之前学习多元统计分析时曾经使用过判别分析对鸢尾花进行分类。使用软件是R,准确度在百分之九十以上。

    现在,使用基于多层感知器 (MLP) 的 softmax 多分类对鸢尾花进行分类。

    鸢尾花数据是常用的测试算法的数据,随便在网上就能下载。

    import numpy as np
    data = np.loadtxt('iris.csv',delimiter=',')#删除数据的第一行,神经网络训练不需要变量名,对最后一列进行编码,将类型变为0 1 2 
    X = data[:,0:-1]
    y = data[:,-1]
    
    from sklearn.model_selection import train_test_split
    
    X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(X,y,test_size=0.2,random_state = 0)
    
    y_train = y_train.reshape(120,1)#sklearn方法切割的数据维度不符合,需要变形
    y_test = y_test.reshape(30,1)
    
    import keras
    from keras.models import Sequential
    from keras.layers import Dense,Dropout,Activation
    from keras.optimizers import SGD
    
    y_train = keras.utils.to_categorical(y_train,num_classes=3)
    y_test = keras.utils.to_categorical(y_test,num_classes=3)#keras的方法标记标签
    
    model = Sequential()
    model.add(Dense(100,input_dim=4,activation ='relu'))
    model.add(Dropout(0.5))
    model.add(Dense(100,activation='relu'))
    model.add(Dropout(0.5))
    model.add(Dense(3,activation='softmax'))
    
    sgd = SGD(lr=0.01,decay=1e-6,momentum=0.9,nesterov=True)
    model.compile(loss='categorical_crossentropy',
                 optimizer=sgd,
                 metrics=['accuracy'])
    #输入层的维度要和数据的变量维度相同,这里我有两个隐含层,一个softmax层(最后的输出层)。SGD是随机梯度下降法。
    #complie是配置过程,在这里,需要设置损失函数,优化方法,评价指标。
    
    model.fit(X_train,y_train,epochs=20,batch_size=20)
    model.evaluate(X_test,y_test,batch_size=20)
    #模型训练和模型评估。batch_size是随机梯度下降一批的数量,epochs  是迭代的次数。
    
    import pydot_ng as pydot
    from keras.utils import plot_model
    plot_model(model,to_file='model.png')
    #可视化,但是我失败了。用了2个小时的时间没有找到原因。
    
    训练测试结果

    看Out[13] :我的LOSS为0.1028,准确度为1,就是100%,看来我这次运气不错呀。
    我多试了几次,结果都在90%以上。效果不错。
    改天贴 R的判别分析代码。

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