### Keras分类器在学习过程中表现良好,但在评估时出现错误

数据集较小

发现1836张属于2个类别的图像。发现986张属于2个类别的图像。

模型的标准架构

image_generator = ImageDataGenerator(        rescale=1./255,        validation_split=0.35    )    train_data_gen = image_generator.flow_from_directory(        directory=directory,        target_size=(IMG_SHAPE, IMG_SHAPE),        subset='training',    )    val_data_gen = image_generator.flow_from_directory(        directory=directory,        target_size=(IMG_SHAPE, IMG_SHAPE),        subset='validation',    )---model = tf.keras.models.Sequential([                tf.keras.layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(IMG_SHAPE, IMG_SHAPE, 3)),                tf.keras.layers.MaxPooling2D(2, 2),                tf.keras.layers.Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'),                tf.keras.layers.MaxPooling2D(2, 2),                tf.keras.layers.Conv2D(128, (3, 3), activation='relu'),                tf.keras.layers.MaxPooling2D(2, 2),                tf.keras.layers.Conv2D(128, (3, 3), activation='relu'),                tf.keras.layers.MaxPooling2D(2, 2),                tf.keras.layers.Flatten(),                tf.keras.layers.Dense(512, activation='relu'),                tf.keras.layers.Dense(2, activation='softmax'),            ])            model.compile(                optimizer='adam',                loss='categorical_crossentropy',                metrics=['accuracy']            )            BATCH_SIZE = 128            EPOCHS = 7                       total_train, total_val = train_data_gen.samples, val_data_gen.samples            steps_per_epoch = int(np.ceil(total_train / float(BATCH_SIZE)))            validation_freq = int(np.ceil(total_val / float(BATCH_SIZE)))            history = model.fit(                train_data_gen,                epochs=EPOCHS,                steps_per_epoch=steps_per_epoch,                validation_data=val_data_gen,                validation_freq=validation_freq            )

获得完美的指标

Epoch 1/715/15 [==============================] - 66s 4s/step - loss: 1.0809 - accuracy: 0.4917Epoch 2/715/15 [==============================] - 56s 4s/step - loss: 0.3475 - accuracy: 0.8729Epoch 3/715/15 [==============================] - 60s 4s/step - loss: 0.1113 - accuracy: 0.9583Epoch 4/715/15 [==============================] - 58s 4s/step - loss: 0.1987 - accuracy: 0.9109Epoch 5/715/15 [==============================] - 59s 4s/step - loss: 0.1127 - accuracy: 0.9438Epoch 6/715/15 [==============================] - 60s 4s/step - loss: 0.0429 - accuracy: 0.9854Epoch 7/715/15 [==============================] - 49s 3s/step - loss: 0.0542 - accuracy: 0.9812

但是在我评估它之后,结果完全偏向第一个类别

只有在一轮运行时它才有效,但准确率不足

评估代码

def make_pred(model, labled_dataset, IMG_SHAPE, img_path) -> LabelName:    def make_image(img_path):        # img = img_path.resize((IMG_SHAPE, IMG_SHAPE), Image.ANTIALIAS)        img = image.load_img(img_path, target_size=(IMG_SHAPE, IMG_SHAPE))        img = image.img_to_array(img)        return np.expand_dims(img, axis=0)    pred_id: List[List] = np.argmax(model.predict(make_image(img_path)), axis=1)    all_labels = list(labled_dataset.class_indices.keys())    return all_labels[int(pred_id)]

哪里出了问题?

在评估之前我应该缩小源图像吗?


回答:

  • 问题出在validation_freq上,它应该是validation_steps,之后我们终于得到了val_accuracy,这样训练开始以正确的方式进行验证

  • 除此之外,IMG_SHAPEImageDataGenerator和模型内部的input_shape=(IMG_SHAPE, IMG_SHAPE, 3))中并不相同

  • 使用PIL进行预测可能也有帮助,它的结果与keras.preprocessing.image略有不同

def make_pred_PIL(model, labled_dataset, IMG_SHAPE, img_path) -> LabelName:    img = cv2.imread(img_path)    img = cv2.resize(img, (IMG_SHAPE, IMG_SHAPE))    img = np.array(img, dtype=np.float32)    img = np.reshape(img, (-1, IMG_SHAPE, IMG_SHAPE, 3))    pred_id: List[List] = np.argmax(model.predict(img), axis=1)    all_labels = list(labled_dataset.class_indices.keys())    return all_labels[int(pred_id)]

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