在 Python 中对服装图像进行分类

柔情只为你懂 2024-03-23 18:28 49阅读 0赞

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图像分类是一种机器学习任务，涉及识别图像中的对象或场景。这是一项具有挑战性的任务，但它在面部识别、物体检测和医学图像分析等现实世界中有许多应用。

在本文中，我们将讨论如何使用 Python 对服装图像进行分类。我们将使用Fashion-MNIST数据集，该数据集是60种不同服装的000，10张灰度图像的集合。我们将构建一个简单的神经网络模型来对这些图像进行分类。

### 导入模块 ###

第一步是导入必要的模块。我们将需要以下模块：

*  numpy：用于处理数组
 *  matplotlib.pyplot：用于绘制图像
 *  TensorFlow：用于构建和训练神经网络。

请考虑下面显示的命令来导入模块。

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import tensorflow as tf

### 加载和预处理数据 ###

下一步是加载 Fashion−MNIST 数据集。此数据集包含在 TensorFlow 库中。我们可以使用以下代码加载它：

(x_train, y_train), (x_test, y_test) = tf.keras.datasets.fashion_mnist.load_data()

x\_train 和 x\_test 变量分别包含训练图像和测试图像。y\_train和y\_test变量分别包含训练和测试图像的标签。

Fashion−MNIST 数据集中的图像大小为 28x28 像素。它们也是灰度的，这意味着它们只有一个通道。我们需要先对图像进行预处理，然后才能训练模型。以下代码演示如何执行此操作：

x_train = x_train.reshape(60000, 28, 28, 1) x_test = x_test.reshape(10000, 28, 28, 1) x_train = x_train / 255.0 x_test = x_test / 255.0

此代码将图像重塑为具有第四维，该维度表示通道数。它还将图像规范化为具有介于 0 和 1 之间的值。

### 构建模型 ###

现在数据已预处理，我们可以构建模型。我们将使用具有两个隐藏层的简单神经网络。以下代码演示如何生成模型：

model = tf.keras.models.Sequential([ tf.keras.layers.Flatten(input_shape=(28, 28, 1)), tf.keras.layers.Dense(128, activation='relu'), tf.keras.layers.Dense(10, activation='softmax') ])

模型中的第一层是拼合层。此层将 28x28 图像展平为 784 维矢量。接下来的两层是密集层。这些层是完全连接的层，这意味着一层中的每个神经元都连接到下一层中的每个神经元。最后一层是softmax层。该层输出 10 个可能类的概率分布。

### 训练模型 ###

现在模型已经构建完毕，我们可以对其进行训练。我们将使用亚当优化器和分类交叉熵损失函数。以下代码演示如何训练模型：

model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) model.fit(x_train, y_train, epochs=10)

该模型训练了 10 个时期。纪元是训练数据的完整传递。经过 10 个时期，该模型已经学会了对服装图像进行分类，准确率约为 92%。

### 评估模型 ###

现在模型已经训练完毕，我们可以在测试数据上对其进行评估。以下代码演示如何执行此操作：

loss, accuracy = model.evaluate(x_test, y_test) print('Test loss:', loss) print('Test accuracy:', accuracy)

该模型实现了0.27的测试损失和91.4%的测试精度

### 结论 ###

总之，我们已经讨论了如何使用Python对服装图像进行分类。我们使用了Fashion-MNIST数据集，该数据集收集了60种不同服装的000，10张灰度图像。我们构建了一个简单的神经网络模型来对这些图像进行分类。该模型的测试准确率为91.4%。这是一个有希望的结果，它表明机器学习可以用来解决现实世界的问题。

将来，我们可以通过使用更大的数据集，使用更复杂的模型以及使用更好的优化算法来提高模型的准确性。我们还可以使用该模型对服装图像进行实时分类。这对于在线购物和自助结账机等应用程序非常有用。

[Python]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/1dd24c2a60ee46e0ab6ea11d50573de4.png