造车先做三蹦子220101--机器学习字符(字母、和数字识别)的“小白鼠”与“果蝇”

"0"数字字符零 的图片(16*16点阵):

python 复制代码
#Letter23Digital23R231006d.py

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim   #optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)
from PIL import Image
from PIL import ImageDraw
from PIL import ImageFont
#from PIL import ImageDraw, ImageFont

from torchvision import transforms
import matplotlib.pyplot as plt   #matplotlib显示字符(结果)

Times500=4590


# 参数设置
font_path = "arial.ttf"    #"e:\\22Letter23r1002\\arial.ttf"    #e:\\arial.ttf"
#siz28e28 = 28
siz28e14=32
#characters = ["2","4","我"] +[str(i) for i in range(8,9)] + ["A","Z"]   #["A", "B"]
Characts01 = ["8","-","+","X","2"] +[str(i) for i in range(0,2)] 

print(Characts01)

# 1. 生成字符和数字的点阵数据
def render_char(char, siz28e14):
    image = Image.new("L", (siz28e14, siz28e14), "white")
    draw = ImageDraw.Draw(image)
    font = ImageFont.truetype(font_path, siz28e14)
#-----------------------------------------
    w03 = draw.textlength(char, font=font)
    h03 = siz28e14
    print("{[w3",w03, "h3",w03 ,"]} ")
#-----------------------------------------
    draw.text(((siz28e14-w03)/2, (siz28e14-h03)/2), char, font=font, fill="black")
    return image

Data01 = []
labels = []
for i, char in enumerate(Characts01):
    img = render_char(char, siz28e14)
    Data01.append(transforms.ToTensor()(img))
    labels.append(i)
    print("i",i,char)

#-----------------------------
# 2. 显示取得的 arial.ttf 字体的图像
for i in range(len(Data01)):
  plt.imshow(Data01[i].squeeze().cpu().numpy(), cmap="gray")
  plt.title("char:"+Characts01[i])
  plt.axis("off")
#  plt.show()

#-----------------------------
    
# 2. 训练神经网络模型
class SimpleNet(nn.Module):
    def __init__(self, num_classes):
        super(SimpleNet, self).__init__()
        self.fc = nn.Linear(siz28e14 * siz28e14, num_classes)

    def forward(self, x):
        x = x.view(-1, siz28e14 * siz28e14)
        x = self.fc(x)
        return x
    
model = SimpleNet(len(Characts01))
loss_function = nn.CrossEntropyLoss()
#optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.003)

for epoch in range(Times500):#8000):#1000):
    inputs = torch.stack(Data01)
    targets = torch.tensor(labels)
    optimizer.zero_grad()
    outputs = model(inputs)
    loss = loss_function(outputs, targets)
    loss.backward()
    optimizer.step()

# 3. 使用模型进行预测
def predict_image(img_path):
    model.eval()
    img = Image.open(img_path).convert("L").resize((siz28e14, siz28e14))
    img_tensor = transforms.ToTensor()(img).unsqueeze(0)
    output = model(img_tensor)
    _, predicted = output.max(1)
    return Characts01[predicted[0]]


#01//8_"8"----
im="f8_16x18.png"
predicted_char = predict_image(im)
print(f"预测的字符为: {predicted_char}")

plt.imshow(Image.open(im))
plt.title(f"Predicted: {predicted_char}")
plt.show()


#1//1-minus"1"----
im="_1_16x16.png"
predicted_char = predict_image(im)
print(f"预测的字符为: {predicted_char}")

plt.imshow(Image.open(im))
plt.title(f"Predicted: {predicted_char}")
plt.show()


#2//我-"我"----
im="wo19x19.png"
predicted_char = predict_image(im)
print(f"预测的字符为: {predicted_char}")

plt.imshow(Image.open(im))
plt.title(f"Predicted: {predicted_char}")
plt.show()


#3//8-"8"----
im="8_16x16.png"
predicted_char = predict_image(im)
print(f"预测的字符为: {predicted_char}")

# 使用matplotlib显示结果
plt.imshow(Image.open(im))
plt.title(f"Predicted: {predicted_char}")
#plt.axis("off")
plt.show()

#4//minus-minus"-"----
im="f:\\22Letter23r1002\minus16x16.png"
predicted_char = predict_image(im)
print(f"预测的字符为: {predicted_char}")

plt.imshow(Image.open(im))
plt.title(f"Predicted: {predicted_char}")
plt.show()

造车先做三蹦子的原理是:

torch,tensorflew,pytorch这个相当于马达、发动机、变速器等底层原件......

一、造车要不要先研究马达、轮子、发动机?

当然!必须!

二、

研究完 元器件 马达、轮子、发动机 就该造......

就可以 造 宝马?奔驰?Prius、本田、混动了吗?

没那么简单......

对于初级架构师傅来讲......

学习 Prius的新型架构当然有用!

但是,能完整的 架构出来一辆 五菱宏光、架构出一辆老头乐,架构出一辆三蹦子......那才是一位合格的架构师

如果一个伪装的架构师问你:

我需要 三年时间、三个亿$金钱 架构出一辆 特斯了、Prius混动汽车...... 给钱吧!?

你应该这样回复他:

那我只给你三个月时间,只给你10万~100万人民币...... 请你先给俺架构出一辆 老头乐的或五菱宏光!!

做好了,

咱们开展下个任务!!

做不好,那您不叫架构师...... 骗子 称号更适合您!

同样道理,一个合格的 外科医生,

在给 患者病人 做手术以前,当然应该是先 解剖 过 小白鼠、和青蛙;

我读过 Caffe的完整代码,这相当于解剖尸体;

重新遭过轮子。

这次,就手工 撸 一个 文字(字符)识别 的框架 出来...... 作为 机器学习的"三蹦子"、小白鼠、或者"果蝇"

下面Demo就是 字符(数字、字母)识别的基本框架......

先用 torch完成......

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
from torchvision import transforms
import matplotlib.pyplot as plt

# 参数设置
font_path = "e:\\arial.ttf"
siz28e28 = 28
characters = [str(i) for i in range(0, 10)] + ["A", "B"]

# 1. 生成字符和数字的点阵数据
def render_char(char, siz28e28):
    image = Image.new("L", (siz28e28, siz28e28), "white")
    draw = ImageDraw.Draw(image)
    font = ImageFont.truetype(font_path, siz28e28)
#----------------------------------------------------------
#    w, h = draw.textsize(char, font=font)
     # 使用textbox方法来获取文本的边界框
#    left, upper, right, lower = draw.textbbox((0, 0), char, font=font)
#    w01, h01 = right - left, lower - upper
#    print("[right",right," _left",left, " _lower",lower, " _upper",upper ,")")
#    print("(w1",w01, "h1",h01 ,"] ")
#    w02, h02 = draw.textsize(char, font=font)    //draw.textsize()函数新版本DeprecationWarning: textsize is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use textbbox or textlength instead.
#    print("{[w2",w02, "h2",w02 ,"]} ")
    w03 = draw.textlength(char, font=font)
    h03 = siz28e28
    print("{[w3",w03, "h3",w03 ,"]} ")
#=============================================
    draw.text(((siz28e28-w03)/2, (siz28e28-h03)/2), char, font=font, fill="black")
    return image

data = []
labels = []
for i, char in enumerate(characters):
    img = render_char(char, siz28e28)
    data.append(transforms.ToTensor()(img))
    labels.append(i)

# 2. 训练神经网络模型
class SimpleNet(nn.Module):
    def __init__(self, num_classes):
        super(SimpleNet, self).__init__()
        self.fc = nn.Linear(siz28e28 * siz28e28, num_classes)

    def forward(self, x):
        x = x.view(-1, siz28e28 * siz28e28)
        x = self.fc(x)
        return x

model = SimpleNet(len(characters))
loss_function = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)

for epoch in range(1000):
    inputs = torch.stack(data)
    targets = torch.tensor(labels)
    optimizer.zero_grad()
    outputs = model(inputs)
    loss = loss_function(outputs, targets)
    loss.backward()
    optimizer.step()

# 3. 使用模型进行预测
def predict_image(img_path):
    model.eval()
    img = Image.open(img_path).convert("L").resize((siz28e28, siz28e28))
    img_tensor = transforms.ToTensor()(img).unsqueeze(0)
    output = model(img_tensor)
    _, predicted = output.max(1)
    return characters[predicted[0]]

# 预测E盘的图像
#img_path = "E:\\i.png"
img_path = "E:\\256A256.png"
predicted_char = predict_image(img_path)
print(f"预测的字符为: {predicted_char}")

# 使用matplotlib显示结果
plt.imshow(Image.open(img_path))
plt.title(f"Predicted: {predicted_char}")
plt.axis("off")
plt.show()
相关推荐
biter down3 小时前
从 0 到 1 搭建 Python 接口自动化测试框架(博客系统实战)
开发语言·python
肖永威4 小时前
Python多业务并行计算框架插件化演进:从硬编码到动态注册
python·插件化·并行计算·动态注册
yz_aiks4 小时前
Linux Jar包配置Systemd自启动实战:从排查到配置全流程
linux·python·jar·自启动·systemd
不知名的老吴4 小时前
线程的生命周期之线程“插队“
java·开发语言·python
xsc6996755 小时前
从零搭建大模型与智能体平台 - 完整技术详解
python
无风听海7 小时前
多租户系统中的 OIDC:Discovery 端点与联合登录的深度实践
后端·python·flask
CTA终结者7 小时前
期货量化主力换月程序怎么移仓:天勤 underlying_symbol 与任务切换
python·区块链
马士兵教育7 小时前
Java还有前景吗?Java+AI大模型学习路线及项目?
java·人工智能·python·学习·机器学习
KaMeidebaby8 小时前
卡梅德生物技术快报|纯化重组蛋白实操详解
人工智能·python·tcp/ip·算法·机器学习
Cloud_Shy6188 小时前
解读《Effective Python 3rd Edition》:从练气到老魔(第五章 Item 30 - 32)
开发语言·人工智能·笔记·python·学习方法