Tensorflow-keras：CNN 预测非常接近 1 或 0

Question

我在 96x96 的细菌图像上训练了一个 CNN。我有 3 个类：“细菌”、“絮状物”和“无”。

然后，为了检测 1920x1080 图像上的细菌，我使用 96x96 窗口扫描图像，并针对所有扫描的窗口运行 CNN。

但我的预测总是 [0,1,0] 之类的。我从来没有，例如。 [0.1, 0.8, 0.1]

这是我的模型：

batch_size = 32
nb_epochs = 10
taille_image = (96,96)

model = Sequential()
model.add(Conv2D(16, (3, 3), input_shape=(96, 96, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Conv2D(32, (3, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Conv2D(64, (3, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Dropout(0.5))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

model.add(Flatten())
model.add(Dense(3))
model.add(Activation('softmax'))




model.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer='adam',
              metrics=['accuracy'])


def Entrainer():

        train_datagen = ImageDataGenerator(
                rescale=1./255,
                horizontal_flip=True,
                vertical_flip=True,
                validation_split=0.2)
        

        train_generator = train_datagen.flow_from_directory(
                "Images_traitees/Vignettes_squared",
                target_size = taille_image,
                batch_size=batch_size,
                class_mode="categorical",
                shuffle=True,
                save_to_dir="augmented_data",
                save_prefix="augmented_",
                save_format="jpeg",
                subset="training"
        )
        validation_generator = train_datagen.flow_from_directory(
                "Images_traitees/Vignettes_squared",
                target_size = taille_image,
                batch_size=batch_size,
                class_mode="categorical",
                subset="validation"
        )

        tbCallback = keras.callbacks.TensorBoard(log_dir='./Graph', histogram_freq=0, write_graph=True, write_images=True)
        history = model.fit_generator(
                train_generator,
                steps_per_epoch=train_generator.samples // batch_size,
                validation_data = validation_generator,
                validation_steps = validation_generator.samples // batch_size,
                epochs=nb_epochs,
                callbacks = [tbCallback]
        )

        plt.plot(history.history['acc'])
        plt.title('model accuracy')
        plt.ylabel('accuracy')
        plt.xlabel('epoch')
        plt.show()

        plt.plot(history.history['loss'])
        plt.title('model loss')
        plt.ylabel('loss')
        plt.xlabel('epoch')
        plt.show()

        model.save("my_model.h5")


if __name__ == "__main__":
        model.summary()
        Entrainer()

tensorboard results

这是调用我的模型并为检测到的类着色的代码。

model = load_model("my_model.h5")

model.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer='adam',
              metrics=['accuracy'])


def Predire(img, vignettes, pos):
    image = Image.open(img)
    draw = ImageDraw.Draw(image, mode='RGBA')

    for vignette in vignettes:
        x = img_to_array(vignette)
        x = np.expand_dims(x, axis=0)
        y = model.predict(x)

        if y[0][1] > max (y[0][0],y[0][2]):
            draw.rectangle(pos[nb], outline='red', fill=(255,0,0,125))
            proto +=1
        if y[0][0] > max (y[0][1],y[0][2]):
            draw.rectangle(pos[nb], outline='blue', fill=(0,0,255,125))
            floc +=1
        if y[0][2] > max(y[0][1],y[0][0]):
            draw.rectangle(pos[nb], outline='black')
                    
        print (y)
       

 
    return image

当我打印 y 时，它会返回：

[[0. 0. 1.]]
[[0. 0. 1.]]
[[0. 0. 1.]]
[[0. 0. 1.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1. 0. 0.]]
[[1.0000000e+00 1.7819082e-33 0.0000000e+00]]
[[1. 0. 0.]]
...

每一行代表整个图像的 96x96 滑动窗口的 CNN 预测。

我认为它过度拟合，但我只尝试了 735 个可训练参数，但我仍然有相同的 pb。

Answer 1

您的模型可能严重过度拟合数据。检查你的模型在你的训练和你的测试集上的准确性，看看它们是否合理。

更新：原来图像数据的预处理是问题所在。始终确保对训练、验证和测试集应用相同的预处理。