当前位置: 首页 > news >正文

深度学习笔记20_数据增强

  •  🍨 本文为🔗365天深度学习训练营 中的学习记录博客
  • 🍖 原作者:K同学啊 | 接辅导、项目定制

一、我的环境

1.语言环境:Python 3.9

2.编译器:Pycharm

3.深度学习环境:TensorFlow 2.10.0

二、GPU设置

       若使用的是cpu则可忽略

import tensorflow as tf
gpus = tf.config.list_physical_devices("GPU")if gpus:gpu0 = gpus[0] #如果有多个GPU,仅使用第0个GPUtf.config.experimental.set_memory_growth(gpu0, True) #设置GPU显存用量按需使用tf.config.set_visible_devices([gpu0],"GPU")

、加载数据

data_dir   = "./data/"
img_height = 224
img_width  = 224
batch_size = 32train_ds = tf.keras.preprocessing.image_dataset_from_directory(data_dir,validation_split=0.3,subset="training",seed=12,image_size=(img_height, img_width),batch_size=batch_size)val_ds = tf.keras.preprocessing.image_dataset_from_directory(data_dir,validation_split=0.3,subset="validation",seed=12,image_size=(img_height, img_width),batch_size=batch_size)

       由于原始数据集不包含测试集,因此需要创建一个。使用 tf.data.experimental.cardinality 确定验证集中有多少批次的数据,然后将其中的 20% 移至测试集。
 

val_batches = tf.data.experimental.cardinality(val_ds)
test_ds     = val_ds.take(val_batches // 5)
val_ds      = val_ds.skip(val_batches // 5)print('Number of validation batches: %d' % tf.data.experimental.cardinality(val_ds))
print('Number of test batches: %d' % tf.data.experimental.cardinality(test_ds))
class_names = train_ds.class_names
print(class_names)
#['cat', 'dog']
AUTOTUNE = tf.data.AUTOTUNEdef preprocess_image(image,label):return (image/255.0,label)# 归一化处理
train_ds = train_ds.map(preprocess_image, num_parallel_calls=AUTOTUNE)
val_ds   = val_ds.map(preprocess_image, num_parallel_calls=AUTOTUNE)
test_ds  = test_ds.map(preprocess_image, num_parallel_calls=AUTOTUNE)train_ds = train_ds.cache().prefetch(buffer_size=AUTOTUNE)
val_ds   = val_ds.cache().prefetch(buffer_size=AUTOTUNE)
plt.figure(figsize=(15, 10))  # 图形的宽为15高为10for images, labels in train_ds.take(1):for i in range(8):ax = plt.subplot(5, 8, i + 1) plt.imshow(images[i])plt.title(class_names[labels[i]])plt.axis("off")

 

、数据增强

我们可以使用 tf.keras.layers.experimental.preprocessing.RandomFliptf.keras.layers.experimental. preprocessing.RandomRotation 进行数据增强。

  • tf.keras.layers.experimental.preprocessing.RandomFlip:水平和垂直随机翻转每个图像。
  • tf.keras.layers.experimental.preprocessing.RandomRotation:随机旋转每个图像
data_augmentation = tf.keras.Sequential([tf.keras.layers.experimental.preprocessing.RandomFlip("horizontal_and_vertical"),tf.keras.layers.experimental.preprocessing.RandomRotation(0.2),
])

第一个层表示进行随机的水平和垂直翻转,而第二个层表示按照 0.2 的弧度值进行随机旋转。 

plt.figure(figsize=(8, 8))
for i in range(9):augmented_image = data_augmentation(image)ax = plt.subplot(3, 3, i + 1)plt.imshow(augmented_image[0])plt.axis("off")

运行结果: 

五、增强方式

方法一:将其嵌入model中 

model = tf.keras.Sequential([data_augmentation,layers.Conv2D(16, 3, padding='same', activation='relu'),layers.MaxPooling2D(),
])
#这样做的好处是:
# 数据增强这块的工作可以得到GPU的加速(如果你使用了GPU训练的话)
# 注意:只有在模型训练时(Model.fit)才会进行增强,在模型评估(Model.evaluate)以及预测 
# (Model.predict)时并不会进行增强操作。

方法二:在Dataset数据集中进行数据增强

batch_size = 32
AUTOTUNE = tf.data.AUTOTUNEdef prepare(ds):ds = ds.map(lambda x, y: (data_augmentation(x, training=True), y), num_parallel_calls=AUTOTUNE)return ds

 运行结果:

train_ds = prepare(train_ds)

六、训练模型

model = tf.keras.Sequential([layers.Conv2D(16, 3, padding='same', activation='relu'),layers.MaxPooling2D(),layers.Conv2D(32, 3, padding='same', activation='relu'),layers.MaxPooling2D(),layers.Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu'),layers.MaxPooling2D(),layers.Flatten(),layers.Dense(128, activation='relu'),layers.Dense(len(class_names))
])
model.compile(optimizer='adam',loss=tf.keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy(from_logits=True),metrics=['accuracy'])
epochs=20
history = model.fit(train_ds,validation_data=val_ds,epochs=epochs
)

 运行结果:

Epoch 1/20
14/14 [==============================] - 9s 60ms/step - loss: 0.8157 - accuracy: 0.5452 - val_loss: 0.6570 - val_accuracy: 0.5811
Epoch 2/20
14/14 [==============================] - 0s 32ms/step - loss: 0.5555 - accuracy: 0.7310 - val_loss: 0.4195 - val_accuracy: 0.8311
Epoch 3/20
14/14 [==============================] - 0s 30ms/step - loss: 0.2668 - accuracy: 0.8881 - val_loss: 0.4676 - val_accuracy: 0.8041
Epoch 4/20
14/14 [==============================] - 0s 31ms/step - loss: 0.1672 - accuracy: 0.9310 - val_loss: 0.3413 - val_accuracy: 0.8649
Epoch 5/20
14/14 [==============================] - 0s 30ms/step - loss: 0.1526 - accuracy: 0.9452 - val_loss: 0.2555 - val_accuracy: 0.9054
Epoch 6/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0710 - accuracy: 0.9881 - val_loss: 0.2825 - val_accuracy: 0.9122
Epoch 7/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0278 - accuracy: 0.9976 - val_loss: 0.2849 - val_accuracy: 0.9054
Epoch 8/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0140 - accuracy: 0.9976 - val_loss: 0.2841 - val_accuracy: 0.9122
Epoch 9/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0103 - accuracy: 1.0000 - val_loss: 0.3034 - val_accuracy: 0.9122
Epoch 10/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0060 - accuracy: 1.0000 - val_loss: 0.7403 - val_accuracy: 0.8446
Epoch 11/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0620 - accuracy: 0.9738 - val_loss: 0.2892 - val_accuracy: 0.9054
Epoch 12/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0377 - accuracy: 0.9881 - val_loss: 0.3887 - val_accuracy: 0.8919
Epoch 13/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0312 - accuracy: 0.9881 - val_loss: 0.5183 - val_accuracy: 0.8784
Epoch 14/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0264 - accuracy: 0.9929 - val_loss: 0.7976 - val_accuracy: 0.8784
Epoch 15/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0697 - accuracy: 0.9690 - val_loss: 0.3325 - val_accuracy: 0.8851
Epoch 16/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0270 - accuracy: 0.9952 - val_loss: 0.4877 - val_accuracy: 0.9122
Epoch 17/20
14/14 [==============================] - 0s 29ms/step - loss: 0.0129 - accuracy: 0.9952 - val_loss: 1.3700 - val_accuracy: 0.8378
Epoch 18/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0229 - accuracy: 0.9905 - val_loss: 0.4864 - val_accuracy: 0.9122
Epoch 19/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0231 - accuracy: 0.9952 - val_loss: 0.3220 - val_accuracy: 0.9257
Epoch 20/20
14/14 [==============================] - 0s 28ms/step - loss: 0.0331 - accuracy: 0.9881 - val_loss: 0.4932 - val_accuracy: 0.8919

七、自定义增强函数

import random
# 这是大家可以自由发挥的一个地方
def aug_img(image):seed = (random.randint(0,9), 0)# 随机改变图像对比度stateless_random_brightness = tf.image.stateless_random_contrast(image, lower=0.1, upper=1.0, seed=seed)return stateless_random_brightness
image = tf.expand_dims(images[3]*255, 0)
print("Min and max pixel values:", image.numpy().min(), image.numpy().max())
plt.figure(figsize=(8, 8))
for i in range(9):augmented_image = aug_img(image)ax = plt.subplot(3, 3, i + 1)plt.imshow(augmented_image[0].numpy().astype("uint8"))plt.axis("off")

八、总结

数据增强类型:

1.图像增强

  • 随机旋转
  • 随机翻转
  • 随机缩放
  • 裁剪和调整大小

2.文本数据增强

字符级别在字符级别,数据增强涉及更改文本数据中的单个字符。

短语级别在短语级别扩充数据涉及以连贯的方式修改短语或单词组。

3.音频数据增强

噪声注入:我们可以通过简单地使用 numpy 向数据添加一些随机值来增加音频样本的数量。

转移时间:转移时间的想法非常简单。它只是随机将音频向左/向右移动。

改变音高:我们可以使用 librosa 函数改变音高。

改变速度:我们可以使用 librosa 函数以固定速率拉伸音频时间序列。

相关文章:

深度学习笔记20_数据增强

🍨 本文为🔗365天深度学习训练营 中的学习记录博客🍖 原作者:K同学啊 | 接辅导、项目定制 一、我的环境 1.语言环境:Python 3.9 2.编译器:Pycharm 3.深度学习环境:TensorFlow 2.10.0 二、GPU设置…...

模板变量与php变量对比做判断

${item.create_name}如何与php变量对比 在PHP中,您可以通过将字符串内嵌到双引号中来将模板变量 ${item.create_name} 与PHP变量进行对比。如果您有一个PHP变量 $phpVariable 并且想要检查它是否与 ${item.create_name} 相同,您可以使用 str_replace 函…...

C语言 | Leetcode C语言题解之第485题最大连续1的个数

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; int findMaxConsecutiveOnes(int* nums, int numsSize) {int maxCount 0, count 0;for (int i 0; i < numsSize; i) {if (nums[i] 1) {count;} else {maxCount fmax(maxCount, count);count 0;}}maxCount fmax(maxCount, count);…...

C语言复习概要(六)

公主请阅 1. 深入理解数组与指针在C语言中的应用1.1 数组名的理解 2. 使用指针访问数组3. 一维数组传参的本质4. 冒泡排序的实现5. 二级指针6. 指针数组7. 指针数组模拟二维数组8.总结 1. 深入理解数组与指针在C语言中的应用 数组与指针是C语言的核心概念之一&#xff0c;理解…...

PyQt 入门教程(2)搭建开发环境

文章目录 一、搭建开发环境1、安装PyQt5与pyqt5-tools2、配置QtDesigner3、配置Pyuic4、配置Pyrcc 一、搭建开发环境 1、安装PyQt5与pyqt5-tools PyQt5&#xff1a; PyQt的开发库。Pyqt5-tools&#xff1a; 它是一个包含多种工具的工具包&#xff0c;旨在帮助开发者更方便地使…...

Flink Kubernetes Operator

Flink Kubernetes Operator是一个用于在Kubernetes集群上管理Apache Flink应用的工具。 一、基本概念 Flink Kubernetes Operator允许用户通过Kubernetes的原生工具&#xff08;如kubectl&#xff09;来管理Flink应用程序及其生命周期。它简化了Flink应用在Kubernetes集群上的…...

【最新华为OD机试E卷-支持在线评测】字符统计及重排(100分)多语言题解-(Python/C/JavaScript/Java/Cpp)

🍭 大家好这里是春秋招笔试突围 ,一枚热爱算法的程序员 💻 ACM金牌🏅️团队 | 大厂实习经历 | 多年算法竞赛经历 ✨ 本系列打算持续跟新华为OD-E/D卷的多语言AC题解 🧩 大部分包含 Python / C / Javascript / Java / Cpp 多语言代码 👏 感谢大家的订阅➕ 和 喜欢�…...

springboot使用GDAL获取tif文件的缩略图并转为base64

springboot使用GDAL获取tif文件的缩略图并转为base64 首先需要安装gdal&#xff1a;https://blog.csdn.net/qq_61950936/article/details/142880279?spm1001.2014.3001.5501 然后是配置pom.xml文件&#xff1a; <!--处理缩略图的--><dependency><groupId>o…...

Pytorch——pip下载安装pytorch慢的解决办法

一、找到需要下载的pytorch链接 运行&#xff1a;pip install torch1.11.0cu113 torchvision0.12.0cu113 torchaudio0.11.0 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu113。然后得到&#xff1a; 我这里为&#xff1a;https://download.pytorch.org/whl/cu113/t…...

uniapp微信小程序调用百度OCR

uniapp编写微信小程序调用百度OCR 公司有一个识别行驶证需求&#xff0c;调用百度ocr识别 使用了image-tools这个插件&#xff0c;因为百度ocr接口用图片的base64 这里只是简单演示&#xff0c;accesstoken获取接口还是要放在服务器端&#xff0c;不然就暴露了自己的百度项目k…...

Vue3+TS项目---实用的复杂类型定义总结

namespace 概念 在TypeScript中&#xff0c;namespace是一种用于组织代码得结构&#xff0c;主要用于将相关得功能&#xff08;例如类、接口、函数等&#xff09;组合在一起。它可以帮助避免命名冲突&#xff0c;尤其是在大项目中。 用法 1.定义命名空间 使用namespace关键…...

尚硅谷rabbitmq2024 工作模式路由篇 第11节 答疑

String exchangeName "test_direct"; /! 创建交换机 人图全 channel.exchangeDeclare(exchangeName,BuiltinExchangeType.DIREcT, b: true, b1: false, b2: false, map: null); /1 创建队列 String queue1Name "test_direct_queue1"; String queue2Name &q…...

HTTP vs WebSocket

本文将对比介绍HTTP 和 WebSocket &#xff01; 相关文章&#xff1a; 1.HTTP 详解 2.WebSocket 详解 一、HTTP&#xff1a;请求/响应的主流协议 HTTP&#xff08;超文本传输协议&#xff09;是用于发送和接收网页数据的标准协议。它最早于1991年由Tim Berners-Lee提出来&…...

R语言医学数据分析实践-数据读写

【图书推荐】《R语言医学数据分析实践》-CSDN博客 《R语言医学数据分析实践 李丹 宋立桓 蔡伟祺 清华大学出版社9787302673484》【摘要 书评 试读】- 京东图书 (jd.com) R语言编程_夏天又到了的博客-CSDN博客 R编程环境的搭建-CSDN博客 在分析公共卫生数据时&#xff0c;数…...

JavaWeb环境下Spring Boot在线考试系统的优化策略

摘要 随着信息技术在管理上越来越深入而广泛的应用&#xff0c;管理信息系统的实施在技术上已逐步成熟。本文介绍了基于JavaWeb技术的在线考试系统设计与实现的开发全过程。通过分析基于Java Web技术的在线考试系统设计与实现管理的不足&#xff0c;创建了一个计算机管理基于Ja…...

ETL技术在金蝶云星空与旺店通WMS集成中的应用

金蝶云星空数据集成到旺店通WMS的技术案例分享 在数字化转型的背景下&#xff0c;现代企业对系统间的数据集成需求日益增加。本篇文章将以“组装入库>其他入库单-1”方案为例&#xff0c;详细解析如何通过轻易云数据集成平台&#xff0c;实现金蝶云星空与旺店通WMS之间的数…...

【力扣热题100】3194. 最小元素和最大元素的最小平均值【Java】

题目&#xff1a;3194.最小元素和最大元素的最小平均值 你有一个初始为空的浮点数数组 averages。另给你一个包含 n 个整数的数组 nums&#xff0c;其中 n 为偶数。 你需要重复以下步骤 n / 2 次&#xff1a; 从 nums 中移除 最小 的元素 minElement 和 最大 的元素 maxElement…...

机器学习拟合过程

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt# 步骤1: 生成模拟数据 np.random.seed(0) X 2 * np.random.rand(100, 1) y 4 3 * X 2 * X**2 np.random.randn(100, 1)# 步骤2: 定义线性模型 (我们从随机权重开始) w np.random.randn(2, 1) b np.random.randn(1)#…...

如何快速部署一套智能化openGauss测试环境

一、openGauss介绍 openGauss是一款开源关系型数据库管理系统&#xff0c;采用木兰宽松许可证v2发行&#xff0c;允许用户自由地复制、使用、修改和分发软件。openGauss内核深度融合了华为在数据库领域多年的研发经验&#xff0c;结合企业级场景需求&#xff0c;持续构建竞争力…...

【设计模式】深入理解Python中的原型设计模式

深入理解Python中的原型设计模式 在软件开发中&#xff0c;有时需要创建对象的过程非常复杂或者代价较高&#xff0c;而在同一类对象的实例之间有很多重复的属性。为了避免重复构造对象&#xff0c;提升性能和效率&#xff0c;原型设计模式&#xff08;Prototype Pattern&…...

[特殊字符] 智能合约中的数据是如何在区块链中保持一致的?

&#x1f9e0; 智能合约中的数据是如何在区块链中保持一致的&#xff1f; 为什么所有区块链节点都能得出相同结果&#xff1f;合约调用这么复杂&#xff0c;状态真能保持一致吗&#xff1f;本篇带你从底层视角理解“状态一致性”的真相。 一、智能合约的数据存储在哪里&#xf…...

无法与IP建立连接,未能下载VSCode服务器

如题&#xff0c;在远程连接服务器的时候突然遇到了这个提示。 查阅了一圈&#xff0c;发现是VSCode版本自动更新惹的祸&#xff01;&#xff01;&#xff01; 在VSCode的帮助->关于这里发现前几天VSCode自动更新了&#xff0c;我的版本号变成了1.100.3 才导致了远程连接出…...

LeetCode - 394. 字符串解码

题目 394. 字符串解码 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 思路 使用两个栈&#xff1a;一个存储重复次数&#xff0c;一个存储字符串 遍历输入字符串&#xff1a; 数字处理&#xff1a;遇到数字时&#xff0c;累积计算重复次数左括号处理&#xff1a;保存当前状态&a…...

第 86 场周赛:矩阵中的幻方、钥匙和房间、将数组拆分成斐波那契序列、猜猜这个单词

Q1、[中等] 矩阵中的幻方 1、题目描述 3 x 3 的幻方是一个填充有 从 1 到 9 的不同数字的 3 x 3 矩阵&#xff0c;其中每行&#xff0c;每列以及两条对角线上的各数之和都相等。 给定一个由整数组成的row x col 的 grid&#xff0c;其中有多少个 3 3 的 “幻方” 子矩阵&am…...

2023赣州旅游投资集团

单选题 1.“不登高山&#xff0c;不知天之高也&#xff1b;不临深溪&#xff0c;不知地之厚也。”这句话说明_____。 A、人的意识具有创造性 B、人的认识是独立于实践之外的 C、实践在认识过程中具有决定作用 D、人的一切知识都是从直接经验中获得的 参考答案: C 本题解…...

Yolov8 目标检测蒸馏学习记录

yolov8系列模型蒸馏基本流程&#xff0c;代码下载&#xff1a;这里本人提交了一个demo:djdll/Yolov8_Distillation: Yolov8轻量化_蒸馏代码实现 在轻量化模型设计中&#xff0c;**知识蒸馏&#xff08;Knowledge Distillation&#xff09;**被广泛应用&#xff0c;作为提升模型…...

【VLNs篇】07:NavRL—在动态环境中学习安全飞行

项目内容论文标题NavRL: 在动态环境中学习安全飞行 (NavRL: Learning Safe Flight in Dynamic Environments)核心问题解决无人机在包含静态和动态障碍物的复杂环境中进行安全、高效自主导航的挑战&#xff0c;克服传统方法和现有强化学习方法的局限性。核心算法基于近端策略优化…...

【笔记】WSL 中 Rust 安装与测试完整记录

#工作记录 WSL 中 Rust 安装与测试完整记录 1. 运行环境 系统&#xff1a;Ubuntu 24.04 LTS (WSL2)架构&#xff1a;x86_64 (GNU/Linux)Rust 版本&#xff1a;rustc 1.87.0 (2025-05-09)Cargo 版本&#xff1a;cargo 1.87.0 (2025-05-06) 2. 安装 Rust 2.1 使用 Rust 官方安…...

Selenium常用函数介绍

目录 一&#xff0c;元素定位 1.1 cssSeector 1.2 xpath 二&#xff0c;操作测试对象 三&#xff0c;窗口 3.1 案例 3.2 窗口切换 3.3 窗口大小 3.4 屏幕截图 3.5 关闭窗口 四&#xff0c;弹窗 五&#xff0c;等待 六&#xff0c;导航 七&#xff0c;文件上传 …...

Webpack性能优化:构建速度与体积优化策略

一、构建速度优化 1、​​升级Webpack和Node.js​​ ​​优化效果​​&#xff1a;Webpack 4比Webpack 3构建时间降低60%-98%。​​原因​​&#xff1a; V8引擎优化&#xff08;for of替代forEach、Map/Set替代Object&#xff09;。默认使用更快的md4哈希算法。AST直接从Loa…...