kaggle猫狗大战之AlexNet(一)

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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  这篇文章主要介绍如何利用AlexNet预训练模型来训练一个猫狗分类器，主要内容包括：1、项目结构介绍
2、数据探索数据的准备
3、AlexNet模型的构建
4、模型的训练和性能评估
5、结果的提交
一、项目结构介绍

1、相关数据下载地址
项目地址:https://github.com/steelOneself/ ... /cat_vs_dog/AlexNet
数据下载地址：https://www.kaggle.com/c/dogs-vs-cats-redux-kernels-edition/data
AlexNet预训练文件下载地址:http://www.cs.toronto.edu/~guerzhoy/tf_alexnet/

2、项目文件介绍
checkpoints  --- 用来保存训练后生成的模型文件
model --- 用来存放预训练模型文件
tensorboard ---用来保存训练过程中的日志信息
txt --- 用来存放数据集的图片信息
AlexNet.py --- AlexNet模型结构文件
DataGenrator.py --- 数据生成类
Exploration.py --- 可视化分析
Generate_txt.py --- 将图片信息保存为txt文件
run.py --- 模型训练、评估、结构生成
util_data.py --- 数据集工具类,将数据分为训练集和验证集

二、数据探索

1、数据介绍
数据包含两部分，训练集和测试集，训练集有25000张图片，测试集有12500张图片，在训练集的图片名称中包含了图片的标签信息，而测试集的图片名称代表的图片的id，提交结果的时候要求提交图片的id和预测对应图片的标签(1表示dog，0表示cat)。

2、数据探索
分析训练集中猫狗的分布情况

三、数据的准备
注意：我将展示出来的代码进行了省略，由于代码比较多，比较占空间，详细代码请参考git。

1、生成txt文件


2、将数据分为训练集和验证集

将25000张图片分为训练集和验证集，训练集占20000张图片，验证集占5000张图片，分割的时候需要注意，训练集和验证集中猫和狗所占的比例相同。

3、数据生成类


利用CPU资源来加载数据，在读取图片的时候需要将图片转为227×227，因为AlexNet要求输出图片的大小是227×227。

四、AlexNet模型构建



五、模型的训练和性能评估1、模型的训练

1、模型参数设置


train_layers设置需要重新训练的层数，在这次训练过程中，只重新训练AlexNet的最后三层全连接层，其余的层保持不变。

训练完成之后，在checkpoints会产生ckpt模型文件，每一个epoch保存一次模型文件，只有当后一个在验证集上的准确率大于前一个时才会保存模型文件，在保存模型文件的时候后面有附带该次epoch在验证集上的准确率。

2、模型评估


3、查看模型在验证集上分类正确和分类错误的图片


上面一行表示分类正确的图片，下面一行表示分类错误的图片

4、查看验证集预测结果的分布情况

5、混淆矩阵


6、验证集分类结果报告


六、提交结果

kaggle的成绩是计算预测结果的交叉熵损失值，在生成预测结果的时候，通过fc8输出的结果还需要经过一个softmax层才能输出每个类别的概率，直接使用预测类标(0或1)比预测概率的成绩会低一些。

总结：本篇文章主要介绍了如何使用AlexNet来构建一个预训练模型，在下一篇文章将会介绍如何来预训练一个更复杂的Inception-resent网络。
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我对人工智能很感兴趣，社会发展太快，要跟上时代的步伐