第T9周:猫狗识别2

第T9周:猫狗识别2

tf.config.list_physical_devices("GPU"),用于检测当前系统是否有可用的 GPU,并将结果存入 gpus 变量。如果系统检测到 GPU,代码会选择第一块 GPU(gpu0 = gpus[0]),然后调用tf.config.experimental.set_memory_growth(gpu0, True) 来启用 GPU。


设定 batch_size=64,即每次训练时取 64 张图片进行计算。

设定图像大小 224x224,这样所有加载的图片都会被调整到该尺寸,以确保模型输入维度一致。

seed=12:固定随机种子,确保数据划分不会因多次运行而变化。image_size=(img_height, img_width):调整所有图片大小为 224x224。batch_size=batch_size:每批次加载 64 张图片。

数据集中共有3400 张图片,分别属于2个类别。其中,2720张作为训练集,680张作为验证集。

这个批次包含 64张图片(因为 batch_size=64),每张图片的尺寸是 224x224。 图片有 3 个通道。

Label_batch是形状(64,)的张量,这些标签对应64张图片

cache(),将数据缓存在内存中,提高训练速度

shuffle(1000):打乱训练数据,缓冲区大小是 1000

prefetch(buffer_size=AUTOTUNE):异步加载数据,加速训练过程(AUTOTUNE 会自动选择合适的预取大小)

layers.Rescaling(1./255):把像素值从 [0, 255] 缩放到 [0.0, 1.0]

从 val_ds 中取出一个 batch(默认是 (batch_size, height, width, 3))


多分类任务的 VGG16 卷积神经网络,保留了 VGG16 的经典结构(13 个卷积层 + 3 个全连接层),输出为 nb_classes 类的 softmax 结果。

输入图像的 shape 是 (img_width, img_height, 3),支持 RGB 彩图。

每个 block 都由若干个 3x3 卷积层(带 ReLU 激活),一个 2x2 最大池化层

每个卷积层都使用 'same' padding 保证输出尺寸一致,池化后尺寸减半。

Flatten(),把多维 feature map 展平成一维向量。

两个 Dense(4096) 层,经典的全连接层(重参数)。

Dense(nb_classes, activation='softmax'),输出最终的分类概率。

img_width, img_height 是图像的宽和高(为 224x224 默认的 VGG 输入尺寸)。


tqdm 是一个进度条库,显示每轮训练/验证的进度。

总共训练10 个 epochs,初始学习率设置为 0.0001。

每轮将学习率乘以 0.92,手动设置给模型的优化器。

遍历 train_ds,对每一个 batch 使用 model.train_on_batch() 进行训练。把最后一个 batch 的 loss 和 accuracy 存进历史列表。保存最后一个 batch 的验证指标。


Training and Validation Accuracy

X轴:表示训练轮数(epochs),从0到9,10轮。

Y轴:表示准确率(accuracy),范围是从0.5到0.85。

蓝线(Training Accuracy):训练集上的准确率。

橙线(Validation Accuracy):验证集上的准确率。

准确率上升,从大约 0.51 提升到了 0.84。

训练集和验证集的准确率曲线接近,说明模型在训练过程中没有过拟合。验证准确率和训练准确率同步提升,模型的泛化能力较强。

Training and Validation Loss

X轴:同样是训练轮数。

Y轴:表示损失值(loss),从大约 1.5 降到 0.35 左右。

蓝线(Training Loss):训练集上的损失值。

橙线(Validation Loss):验证集上的损失值。

损失值持续下降,说明模型在逐步学习、拟合得越来越好。

训练和验证的损失曲线也几乎重合,验证损失略低于训练损失,数据未被过拟合,验证集代表性良好,模型有很好的泛化能力。

模型训练过程稳定,准确率上升,损失下降。验证集表现良好,未见过拟合或欠拟合。

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