构建Keras模型的正确方法

我刚开始学习神经网络和Keras,想构建一个CNN来预测图像的某些值(这三个值预测图像上模糊的尺寸、长度和宽度)。这三个值的范围都在0到1之间,我有一个大数据集。

然而,我不太确定如何构建这个CNN,因为到目前为止我构建的所有原型代码都给我返回了[1.,0.,0.]格式的预测,而不是每个值在0到1之间的范围。此外,尽管我更改了SGD优化器中的epoch数和衰减值,我的损失函数没有任何变化。请问您能告诉我我哪里做错了?我目前的代码如下:

images, labels = load_dataset("images")   # 加载图像的函数
images = np.asarray(images) # 图像被展平为424*424的数组(灰度)
labels = np.asarray(labels) # 标签是3维数组,每个值是0到1之间的浮点数
# 我不会写这一部分,但我在这里将数据分割成train_imgs和test_imgs
model = keras.Sequential()
# 明确定义SGD,以便我可以更改衰减率
sgd = keras.optimizers.SGD(lr=0.01, decay=1e-6, momentum=0.9, nesterov=True)
model.add(keras.layers.Dense(32, input_shape=(424*424,) ))
model.add(keras.layers.Activation('relu'))
model.add(keras.layers.Dense(3, activation='softmax'))
model.compile(loss='mean_squared_error',optimizer=sgd)
# 注意:我也尝试定义了一个加权二元交叉熵,但没有任何变化
checkpoint_name = 'Weights-{epoch:03d}--{val_loss:.5f}.hdf5' 
checkpoint = ModelCheckpoint(checkpoint_name, monitor='val_loss', verbose = 0, save_best_only = True, mode ='auto')
callbacks_list = [checkpoint]
model.fit(train_imgs, train_labls, epochs=20, batch_size=32, validation_split = 0.2, callbacks=callbacks_list)
predictions = model.predict(test_imgs) # 在相同测试集上进行预测!

我知道我没有添加dropout层,但我希望CNN能过拟合我的数据,此时我只希望它能做些什么。当我在同一组图像上进行预测时,我希望能得到精确的结果,对吗?我不太确定我错过了什么。感谢您的帮助!


回答:

首先,应该将'softmax'替换为'sigmoid'

Sigmoid将使三个输出值的范围在0到1之间。还要注意,softmax是为分类设计的。它试图最大化三个值中的一个,并且这三个值的总和总是1。

其次,如果你的损失函数完全没有变化,问题可能出在'relu'上(relu有一个恒定的零区域,在那里没有梯度)。你可以用'sigmoid''tanh'替换'relu',或者在relu之前添加一个BatchNormalization()层。

作为初学者,我总是更喜欢使用optimizer='adam',这通常比SGD快得多,你也不需要太在意学习率(当然,高级模型和最佳结果可能需要调整)。

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