如何在Keras CNN模型中预测单张图片?

我正在按照这个指南学习使用CNN进行图像分类,并且我已经将这段代码应用到了我的数据集中:

https://www.tensorflow.org/tutorials/images/classification

train_image_generator = ImageDataGenerator(rescale=1. / 255)  # Generator for our training datavalidation_image_generator = ImageDataGenerator(rescale=1. / 255)  # Generator for our validation datatrain_data_gen = train_image_generator.flow_from_directory(batch_size=batch_size,                                                           directory=train_img_folder,                                                           shuffle=True,                                                           target_size=(IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH),                                                           class_mode='categorical',                                                           color_mode='grayscale')val_data_gen = validation_image_generator.flow_from_directory(batch_size=batch_size,                                                              directory=valid_img_folder,                                                              target_size=(IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH),                                                              class_mode='categorical',                                                              color_mode='grayscale'                                                              )model = Sequential([    Conv2D(16, 3, padding='same', activation='relu', input_shape=(IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH, 1)),    MaxPooling2D(),    Conv2D(32, 3, padding='same', activation='relu'),    MaxPooling2D(),    Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu'),    MaxPooling2D(),    Flatten(),    Dense(512, activation='relu'),    Dense(3, activation='softmax')])model.compile(optimizer='adam',              loss='categorical_crossentropy',              metrics=['accuracy'])history = model.fit_generator(    train_data_gen,    steps_per_epoch=total_train_value // batch_size,    epochs=epochs,    validation_data=val_data_gen,    validation_steps=total_valid_value // batch_size)# Single predictionimg = []temp = np.array(Image.open('path/to/pic.jpg').resize((256, 256), Image.ANTIALIAS))temp.shape = temp.shape + (1,) # now its (256, 256, 1)img.append(temp)test = np.array(img) # (1, 1024, 1024, 1)prediction = model.predict(test) 

当我尝试使用predict_generator函数时:

test_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1 / 255.)test_generator = test_datagen.flow_from_directory('test_images/',                                                  classes=['0', '1', '2'],                                                  color_mode='grayscale',                                                  shuffle=True,                                                  # use same size as in training                                                  target_size=(256, 256))preds = model.predict_generator(test_generator, steps=4) # 我不知道steps的作用,我放这里是因为报错。 

我的第一个问题是:我可以获得训练和验证的准确率,但我想得到单张图片的预测结果。如何做到这一点?例如:

foo = model.predict(path/to/pic.jpg)# foo返回 0-> 0.70 | 1-> 0.30

补充:当我尝试像这样使用model.predict时,我得到了以下错误:

ValueError: Error when checking input: expected conv2d_1_input to have 4 dimensions, but got array with shape (1024, 1024)

或者转换为2D(和3D)的np.array仍然得到相同的错误。

我的第二个问题是: 是否有办法在不完全达到100%的情况下进行预测?我是说,如果我们有两个类别(猫和狗)并且测试月亮图片,我想得到这样的结果:

%15 猫 | %10 狗

而不是

%50 猫 | %50 狗

我尝试添加垃圾类别如下所示进行更改。当我在history = model.fit_generator行运行时,我得到了以下错误:

ValueError: Error when checking target: expected dense_2 to have shape (3,) but got array with shape (2,) 

回答:

第一个问题:我可以获得训练和验证的准确率,但我想得到单张图片的预测结果。如何做到这一点?

正如你在文档中看到的,你完全可以使用model.predict(x),只要你的x是:
– Numpy数组(或类似数组),或者是数组列表(如果模型有多个输入)。
– 如果模型有命名输入,则是将输入名称映射到相应数组/张量的字典。
– 返回(输入,目标)或(输入,目标,样本权重)的生成器或keras.utils.Sequence。

你只需要编写读取.jpg图像并将其输入模型的代码即可。

第二个问题:是否有办法在不完全达到100%的情况下进行预测?我是说,如果我们有两个类别(猫和狗)并且测试月亮图片,我想得到这样的结果:

你可以创建第三个类别’垃圾’,为此你需要将网络的最后一层更改为:

Dense(3, activation='softmax')

并将损失函数更改为categorical_crossentropy

model.compile(optimizer='adam',              loss='categorical_crossentropy',              metrics=['accuracy'])

并将class_mode更改为categorical而不是binary

在这种情况下,你将得到狗:15%,猫:10%,垃圾:75%的结果

关于conv2D错误的编辑:

ValueError: Error when checking input: expected conv2d_1_input to have 4 dimensions, but got array with shape (1024, 1024)

你有:

Conv2D(16, 3, padding='same', activation='relu', input_shape=(IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH, 3)),

这意味着一张图像是(height, width, channel)
文档所示,由于这是输入层,你需要提供4D格式,形状为:(samples, rows, cols, channels)。如果你只想提供一张图像,你需要有一个形状为(1, rows, cols, channels)的数组。

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