TF - MNIST-CNN

卷积神经网络结构

书籍上写的MNIST数字识别过于复杂，其实有很简单的版本。

下面的模型是MNIST识别的简单版本

from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
import tensorflow as tf
#读取数据
mnist = input_data.read_data_sets('MNIST_data', one_hot=True)
sess=tf.InteractiveSession()

#构建cnn网络结构

def conv2d(x,w):
    return tf.nn.conv2d(x,w,strides=[1,1,1,1],padding='SAME')
#自定义池化函数
def max_pool_2x2(x):
    return tf.nn.max_pool(x,ksize=[1,2,2,1],strides=[1,2,2,1],padding='SAME')
#设置占位符，尺寸为样本输入和输出的尺寸

x=tf.placeholder(tf.float32,[None,784])
y_=tf.placeholder(tf.float32,[None,10])
x_img=tf.reshape(x,[-1,28,28,1])

#设置第一个卷积层和池化层
w_conv1=tf.Variable(tf.truncated_normal([3,3,1,32],stddev=0.1))
b_conv1=tf.Variable(tf.constant(0.1,shape=[32]))
h_conv1=tf.nn.relu(conv2d(x_img,w_conv1)+b_conv1)
h_pool1=max_pool_2x2(h_conv1)

#设置第二个卷积层和池化层
w_conv2=tf.Variable(tf.truncated_normal([3,3,32,50],stddev=0.1))
b_conv2=tf.Variable(tf.constant(0.1,shape=[50]))
h_conv2=tf.nn.relu(conv2d(h_pool1,w_conv2)+b_conv2)
h_pool2=max_pool_2x2(h_conv2)

#设置第一个全连接层
w_fc1=tf.Variable(tf.truncated_normal([7*7*50,1024],stddev=0.1))
b_fc1=tf.Variable(tf.constant(0.1,shape=[1024]))
h_pool2_flat=tf.reshape(h_pool2,[-1,7*7*50])
h_fc1=tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat,w_fc1)+b_fc1)

#dropout（随机权重失活）
keep_prob=tf.placeholder(tf.float32)
h_fc1_drop=tf.nn.dropout(h_fc1,keep_prob)

#设置第二个全连接层
w_fc2=tf.Variable(tf.truncated_normal([1024,10],stddev=0.1))
b_fc2=tf.Variable(tf.constant(0.1,shape=[10]))
y_out=tf.nn.softmax(tf.matmul(h_fc1_drop,w_fc2)+b_fc2)

#建立loss function，为交叉熵
loss=tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(y_*tf.log(y_out),reduction_indices=[1]))
#配置Adam优化器，学习速率为1e-4
train_step=tf.train.AdamOptimizer(1e-4).minimize(loss)

#建立正确率计算表达式
correct_prediction=tf.equal(tf.argmax(y_out,1),tf.argmax(y_,1))
accuracy=tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction,tf.float32))

#开始喂数据，训练
tf.global_variables_initializer().run()
for i in range(20000):
    batch=mnist.train.next_batch(50)
    if i%100==0:
        train_accuracy=accuracy.eval(feed_dict={x:batch[0],y_:batch[1],keep_prob:1})
        print "step %d,train_accuracy= %g"%(i,train_accuracy)
    train_step.run(feed_dict={x:batch[0],y_:batch[1],keep_prob:0.5})

#训练之后，使用测试集进行测试，输出最终结果
print "test_accuracy= %g"%accuracy.eval(feed_dict={x:mnist.test.images,y_:mnist.test.labels,keep_prob:1})

总结

• 第一步生成数据训练和标签的生成器，便于一次次的 next 获取数据。
• 卷积网络的编写，需要注意输入和输出网络的参数。
• 损失函数和优化代码的编写。

下面的总结具体围绕上面三个点展开