通过极简方案构建手写数字识别模型

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2. 通过极简方案快速构建手写数字识别模型 - 飞桨AI Studio - 人工智能学习实训社区 (baidu.com)
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from paddle.nn import Linear
import paddle.nn.functional as F
import os
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from PIL import Image
import paddle
train_dataset = paddle.vision.datasets.MNIST(mode='train')
train_data0 = np.array(train_dataset[0][0])
train_label_0 = np.array(train_dataset[0][1])
# 显示第一batch的第一个图像
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure("Image") # 图像窗口名称
plt.figure(figsize=(2,2))
plt.imshow(train_data0, cmap=plt.cm.binary)
plt.axis('on') # 关掉坐标轴为 off
plt.title('image') # 图像题目
plt.show()
print("图像数据形状和对应数据为:", train_data0.shape)
print("图像标签形状和对应数据为:", train_label_0.shape, train_label_0)
print("n打印第一个batch的第一个图像，对应标签数字为{}".format(train_label_0))
class MNIST(paddle.nn.Layer):
def __init__(self):
super(MNIST, self).__init__()
# 定义一层全连接层，输出维度是1
self.fc = paddle.nn.Linear(in_features=784, out_features=1)
# 定义网络结构的前向计算过程
def forward(self, inputs):
outputs = self.fc(inputs)
return outputs
model = MNIST()
def train(model):
# 启动训练模式
model.train()
# 加载训练集 batch_size 设为 16
train_loader = paddle.io.DataLoader(paddle.vision.datasets.MNIST(mode='train'),
batch_size=16,
shuffle=True)
# 定义优化器，使用随机梯度下降SGD优化器，学习率设置为0.001
opt = paddle.optimizer.SGD(learning_rate=0.001, parameters=model.parameters())
# 图像归一化函数，将数据范围为[0, 255]的图像归一化到[0, 1]
def norm_img(img):
# 验证传入数据格式是否正确，img的shape为[batch_size, 28, 28]
assert len(img.shape) == 3
batch_size, img_h, img_w = img.shape[0], img.shape[1], img.shape[2]
# 归一化图像数据
img = img / 255
# 将图像形式reshape为[batch_size, 784]
img = paddle.reshape(img, [batch_size, img_h * img_w])
return img
# 确保从paddle.vision.datasets.MNIST中加载的图像数据是np.ndarray类型
paddle.vision.set_image_backend('cv2')
# 声明网络结构
model = MNIST()
def train(model):
# 启动训练模式
model.train()
# 加载训练集 batch_size 设为 16
train_loader = paddle.io.DataLoader(paddle.vision.datasets.MNIST(mode='train'),
batch_size=16,
shuffle=True)
# 定义优化器，使用随机梯度下降SGD优化器，学习率设置为0.001
opt = paddle.optimizer.SGD(learning_rate=0.001, parameters=model.parameters())
EPOCH_NUM = 10
for epoch in range(EPOCH_NUM):
for batch_id, data in enumerate(train_loader()):
images = norm_img(data[0]).astype('float32')
labels = data[1].astype('float32')
# 前向计算的过程
predicts = model(images)
# 计算损失
loss = F.square_error_cost(predicts, labels)
avg_loss = paddle.mean(loss)
# 每训练了1000批次的数据，打印下当前Loss的情况
if batch_id % 1000 == 0:
print("epoch_id: {}, batch_id: {}, loss is: {}".format(epoch, batch_id, avg_loss.numpy()))
# 后向传播，更新参数的过程
avg_loss.backward()
opt.step()
opt.clear_grad()
train(model)
paddle.save(model.state_dict(), './mnist.pdparams')
img_path = './work/example_0.jpg'
# 读取原始图像并显示
im = Image.open('./work/example_0.jpg')
plt.imshow(im)
plt.show()
# 将原始图像转为灰度图
im = im.convert('L')
print('原始图像shape: ', np.array(im).shape)
# 使用Image.ANTIALIAS方式采样原始图片
im = im.resize((28, 28), Image.ANTIALIAS)
plt.imshow(im)
plt.show()
print("采样后图片shape: ", np.array(im).shape)
# 读取一张本地的样例图片，转变成模型输入的格式
def load_image(img_path):
# 从img_path中读取图像，并转为灰度图
im = Image.open(img_path).convert('L')
# print(np.array(im))
im = im.resize((28, 28), Image.ANTIALIAS)
im = np.array(im).reshape(1, -1).astype(np.float32)
# 图像归一化，保持和数据集的数据范围一致
im = 1 - im / 255
return im
# 定义预测过程
model = MNIST()
params_file_path = 'mnist.pdparams'
img_path = './work/example_0.jpg'
# 加载模型参数
param_dict = paddle.load(params_file_path)
model.load_dict(param_dict)
# 灌入数据
model.eval()
tensor_img = load_image(img_path)
result = model(paddle.to_tensor(tensor_img))
print('result',result)
#
预测输出取整，即为预测的数字，打印结果
print("本次预测的数字是", result.numpy().astype('int32'))

最后

以上就是唠叨猫咪为你收集整理的通过极简方案构建手写数字识别模型的全部内容，希望文章能够帮你解决通过极简方案构建手写数字识别模型所遇到的程序开发问题。

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