如何使用 Tensorflow 将增强数据拟合到模型中?

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可以使用‘compile’编译增强模型方法,该方法还将验证数据和时期数(训练步骤数)作为参数带入方法中。

阅读更多: 什么是 TensorFlow,以及 Keras 如何与 TensorFlow 配合使用来创建神经网络?

我们将使用 Keras Sequential API,它有助于构建用于处理普通层堆栈的顺序模型,其中每个层都有一个输入张量和一个输出张量。

包含至少一个层的神经网络称为卷积层。我们可以使用卷积神经网络构建学习模型。

使用 keras.Sequential 模型创建图像分类器,并使用 preprocessing.image_dataset_from_directory 加载数据。数据有效地从磁盘加载。识别过度拟合并应用技术来缓解它。这些技术包括数据增强和 dropout。有 3700 朵花的图像。该数据集包含 5 个子目录,每个类有一个子目录。它们分别是:

雏菊、蒲公英、玫瑰、向日葵和郁金香。

我们使用 Google Colaboratory 来运行以下代码。Google Colab 或 Colaboratory 有助于在浏览器上运行 Python 代码,并且不需要任何配置,并且可以免费访问 GPU(图形处理单元)。Colaboratory 建立在 Jupyter Notebook 之上。

当训练示例数量较少时,模型会从训练示例中的噪声或不需要的细节中学习。这会对模型在新示例上的性能产生负面影响。

由于过度拟合,模型将无法在新数据集上很好地概括。有很多方法可以避免过度拟合。我们可以使用 drop out 技术来克服过度拟合。通过在网络中引入 dropout 可以减少过度拟合。这被认为是一种正则化形式。这有助于将模型暴露给数据的更多方面,从而帮助模型更好地概括。以下是一个例子:

示例

print("Train the model to fit the given data")
epochs = 15
history = model.fit(
   train_ds,
   validation_data=val_ds,
   epochs=epochs
)

代码来源 −https://www.tensorflow.org/tutorials/images/classification

输出

Train the model to fit the given data
Epoch 1/15
92/92 [==============================] - 104s 1s/step - loss: 1.5371 - accuracy: 0.3103 - val_loss: 1.1487 - val_accuracy: 0.5313
Epoch 2/15
92/92 [==============================] - 102s 1s/step - loss: 1.1414 - accuracy: 0.5087 - val_loss: 1.3204 - val_accuracy: 0.5286
Epoch 3/15
92/92 [==============================] - 102s 1s/step - loss: 1.0260 - accuracy: 0.5991 - val_loss: 0.9823 - val_accuracy: 0.6281
Epoch 4/15
92/92 [==============================] - 103s 1s/step - loss: 0.9431 - accuracy: 0.6466 - val_loss: 0.9937 - val_accuracy: 0.6417
Epoch 5/15
92/92 [==============================] - 104s 1s/step - loss: 0.8294 - accuracy: 0.6706 - val_loss: 0.8365 - val_accuracy: 0.6866
Epoch 6/15
92/92 [==============================] - 103s 1s/step - loss: 0.7584 - accuracy: 0.7101 - val_loss: 0.8471 - val_accuracy: 0.6717
Epoch 7/15
92/92 [==============================] - 102s 1s/step - loss: 0.7323 - accuracy: 0.7225 - val_loss: 0.7949 - val_accuracy: 0.6853
Epoch 8/15
92/92 [==============================] - 104s 1s/step - loss: 0.7197 - accuracy: 0.7168 - val_loss: 0.8422 - val_accuracy: 0.6839
Epoch 9/15
92/92 [==============================] - 103s 1s/step - loss: 0.7209 - accuracy: 0.7229 - val_loss: 0.7502 - val_accuracy: 0.7193
Epoch 10/15
92/92 [==============================] - 104s 1s/step - loss: 0.6334 - accuracy: 0.7590 - val_loss: 0.8248 - val_accuracy: 0.7016
Epoch 11/15
92/92 [==============================] - 104s 1s/step - loss: 0.6052 - accuracy: 0.7737 - val_loss: 0.7400 - val_accuracy: 0.7153
Epoch 12/15
92/92 [==============================] - 104s 1s/step - loss: 0.5713 - accuracy: 0.7831 - val_loss: 0.7424 - val_accuracy: 0.7098
Epoch 13/15
92/92 [==============================] - 105s 1s/step - loss: 0.5627 - accuracy: 0.7875 - val_loss: 0.7028 - val_accuracy: 0.7275
Epoch 14/15
92/92 [==============================] - 103s 1s/step - loss: 0.5254 - accuracy: 0.8029 - val_loss: 0.6900 - val_accuracy: 0.7371
Epoch 15/15
92/92 [==============================] - 103s 1s/step - loss: 0.5187 - accuracy: 0.7984 - val_loss: 0.7839 - val_accuracy: 0.7153

解释

  • 模型经过训练以适应训练数据。
  • 训练持续 15 个步骤/迭代/时期。
  • 这是在‘fit’方法的帮助下完成的。

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