一个好玩的deep learning Demo！

对于生活中的熟悉的动物，我们人脑经过一次扫描，便可以得到该动物的物种！那么机器是如何识别这个图片上的动物是属于哪一物种呢？

本次实验借生活中最常见的猫和狗来探究其原理！

环境准备：

tensorflow ，python，一些data

实验预期：

　　当模型训练完成后，我们可以用该模型去预测一张图片属于哪一个类别，很显然，本次项目属于一个二分类问题，

　　网上有很多此类的项目，但是都不能很好的落地，那么这次实验所完成的最终结果是，我们上传一张图片，控制台

　　便会返回该图片的类别：猫/狗

模型搭建：

　　对于图片识别来说，最强大的工具莫过于卷积神经网络，对于CNN的原理也不是很难，只要知道其主要的计算过程即可，

　　熟悉CNN的人都知道，并不是层数越多越好，因为层数过多，会造正过拟合，导致实验结果不会很理想，所以经过我多次的实验，

　　最终模型的设置如下：

model = tf.keras.models.Sequential([

    tf.keras.layers.Conv2D(16, (3, 3), activation='relu', input_shape=(150, 150, 3)),
    tf.keras.layers.MaxPooling2D(2, 2),
    tf.keras.layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu'),
    tf.keras.layers.MaxPooling2D(2, 2),
    tf.keras.layers.Conv2D(64, (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(1, activation='sigmoid')
])

　　每一层卷积跟一层最大池化，Conv2D()中参数：16表示卷积核个数，（3，3）表示卷积核大小，很多论文中给出的代码中设定的也是（3，3），input_shape表示输入数据形状，后面是通道数；

　　经过最大池化留下来的神经元对输出才会有贡献!环节卷积层对位置的敏感性！

然后再模型之前，我们也需要对数据进行一些操作：读取数据，将数据分为验证数据集和训练数据集

base_dir = 'D:/cats and dogs'

train_dir = os.path.join(base_dir, 'train')
validation_dir = os.path.join(base_dir, 'validation')


train_cats_dir = os.path.join(train_dir, 'cats')
train_dogs_dir = os.path.join(train_dir, 'dogs')


validation_cats_dir = os.path.join(validation_dir, 'cats')
validation_dogs_dir = os.path.join(validation_dir, 'dogs')

接下来的操作就是一些固定的步骤，对数据进行归一化，生成带标签的数据，绘制损失曲线等，直接上代码：

train_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1.0 / 255.)
test_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1.0 / 255.)


train_generator = train_datagen.flow_from_directory(train_dir,
                                                    batch_size=20,
                                                    class_mode='binary',
                                                    target_size=(150, 150))

validation_generator = test_datagen.flow_from_directory(validation_dir,
                                                        batch_size=20,
                                                        class_mode='binary',
                                                        target_size=(150, 150))


history = model.fit_generator(train_generator,
                              validation_data=validation_generator,
                              steps_per_epoch=100,
                              epochs=15,
                              validation_steps=50,
                              verbose=2)

model.save('model.h5')



acc = history.history['acc']
val_acc = history.history['val_acc']
loss = history.history['loss']
val_loss = history.history['val_loss']

epochs = range(len(acc))


plt.plot(epochs, acc)
plt.plot(epochs, val_acc)
plt.title('Training and validation accuracy')
plt.legend(('Training accuracy', 'validation accuracy'))
plt.figure()


plt.plot(epochs, loss)
plt.plot(epochs, val_loss)
plt.legend(('Training loss', 'validation loss'))
plt.title('Training and validation loss')
plt.show()

预测部分

from tensorflow.keras.models import load_model
import numpy as np
from tensorflow.keras.preprocessing import image

path = 'D:/cats and dogs/cat.123.jpg'
model = load_model('model.h5')
img = image.load_img(path, target_size=(150, 150))
x = image.img_to_array(img) / 255.0

x = np.expand_dims(x, axis=0)
# np.vstack:按垂直方向（行顺序）堆叠数组构成一个新的数组
images = np.vstack([x])

classes = model.predict(images, batch_size=1)

if classes[0] > 0.5:
    print("图片识别为狗")
else:
    print("图片识别为猫")

 结果说明还可以！！！！！！！