Ich habe eine Simulation des CNN erstellt Ich versuche, auf Videodatensatz zu verwenden. Ich setze die Testdaten auf ein einziges Bild in allen Frames für positive Beispiele und 0 für negative Beispiele. Ich dachte, das würde sehr schnell lernen. Aber es bewegt sich überhaupt nicht. Mit aktuellen Versionen von Keras & Tensorflow unter Windows 10 64bit.CNN Lernen Stagnation
Erste Frage, ist meine Logik falsch? Sollte ich erwarten, dass das Erlernen dieser Testdaten schnell eine hohe Genauigkeit erreicht?
Ist etwas falsch mit meinem Modell oder Parameter? Ich habe eine Reihe von Änderungen versucht, aber immer noch das gleiche Problem.
Ist die Stichprobengröße (56) zu klein?
# testing feature extraction model.
import time
import numpy as np, cv2
import sys
import os
import keras
import tensorflow as tf
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense, Dropout, Activation, Flatten, BatchNormalization
from keras.layers import Conv3D, MaxPooling3D
from keras.optimizers import SGD,rmsprop, adam
from keras import regularizers
from keras.initializers import Constant
from keras.models import Model
#set gpu options
gpu_options = tf.GPUOptions(per_process_gpu_memory_fraction=.99, allocator_type = 'BFC')
sess = tf.Session(config=tf.ConfigProto(log_device_placement=True, gpu_options=gpu_options))
config = tf.ConfigProto()
batch_size = 5
num_classes = 1
epochs = 50
nvideos = 56
nframes = 55
nchan = 3
nrows = 480
ncols = 640
#load any single image, resize if needed
img = cv2.imread('C:\\Users\\david\\Documents\\AutonomousSS\\single frame.jpg',cv2.IMREAD_COLOR)
img = cv2.resize(img,(640,480))
x_learn = np.random.randint(0,255,(nvideos,nframes,nrows,ncols,nchan),dtype=np.uint8)
y_learn = np.array([[1],[1],[1],[0],[1],[0],[1],[0],[1],[0],
[1],[0],[0],[1],[0],[0],[1],[0],[1],[0],
[1],[0],[1],[1],[0],[1],[0],[0],[1],[1],
[1],[0],[1],[0],[1],[0],[1],[0],[1],[0],
[0],[1],[0],[0],[1],[0],[1],[0],[1],[0],
[1],[1],[0],[1],[0],[0]],np.uint8)
#each sample, each frame is either the single image for postive examples or 0 for negative examples.
for i in range (nvideos):
if y_learn[i] == 0 :
x_learn[i]=0
else:
x_learn[i,:nframes]=img
#build model
m_loss = 'mean_squared_error'
m_opt = SGD(lr=0.001, decay=1e-6, momentum=0.9, nesterov=True)
m_met = 'acc'
model = Sequential()
# 1st layer group
model.add(Conv3D(32, (3, 3,3), activation='relu',padding="same", name="conv1a", strides=(3, 3, 3),
kernel_initializer = 'glorot_normal',
trainable=False,
input_shape=(nframes,nrows,ncols,nchan)))
#model.add(BatchNormalization(axis=1))
model.add(Conv3D(32, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv1b", activation="relu"))
#model.add(BatchNormalization(axis=1))
model.add(MaxPooling3D(padding="valid", trainable=False, pool_size=(1, 5, 5), name="pool1", strides=(2, 2, 2)))
# 2nd layer group
model.add(Conv3D(128, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv2a", activation="relu"))
model.add(Conv3D(128, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv2b", activation="relu"))
#model.add(BatchNormalization(axis=1))
model.add(MaxPooling3D(padding="valid", trainable=False, pool_size=(1, 5, 5), name="pool2", strides=(2, 2, 2)))
# 3rd layer group
model.add(Conv3D(256, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv3a", activation="relu"))
model.add(Conv3D(256, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv3b", activation="relu"))
#model.add(BatchNormalization(axis=1))
model.add(MaxPooling3D(padding="valid", trainable=False, pool_size=(1, 5, 5), name="pool3", strides=(2, 2, 2)))
# 4th layer group
model.add(Conv3D(512, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv4a", activation="relu"))
model.add(Conv3D(512, (3, 3, 3), trainable=False, strides=(1, 1, 1), padding="same", name="conv4b", activation="relu"))
#model.add(BatchNormalization(axis=1))
model.add(MaxPooling3D(padding="valid", trainable=False, pool_size=(1, 5, 5), name="pool4", strides=(2, 2, 2)))
model.add(Flatten(name='flatten',trainable=False))
model.add(Dense(512,activation='relu', trainable=True,name='den0'))
model.add(Dense(num_classes,activation='softmax',name='den1'))
print (model.summary())
#compile model
model.compile(loss=m_loss,
optimizer=m_opt,
metrics=[m_met])
print ('compiled')
#set callbacks
from keras import backend as K
K.set_learning_phase(0) #set learning phase
tb = keras.callbacks.TensorBoard(log_dir=sample_root_path+'logs', histogram_freq=0,
write_graph=True, write_images=False)
tb.set_model(model)
reduce_lr = keras.callbacks.ReduceLROnPlateau(monitor='loss', factor=0.2,verbose=1,
patience=2, min_lr=0.000001)
reduce_lr.set_model(model)
ear_stop = keras.callbacks.EarlyStopping(monitor='loss', min_delta=0, patience=4, verbose=1, mode='auto')
ear_stop.set_model(model)
#fit
history = model.fit(x_learn, y_learn,
batch_size=batch_size,
callbacks=[reduce_lr,tb, ear_stop],
verbose=1,
validation_split=0.1,
shuffle = True,
epochs=epochs)
score = model.evaluate(x_learn, y_learn, batch_size=batch_size)
print(str(model.metrics_names) + ": " + str(score))
Wie immer, vielen Dank für jede Hilfe.
addierte Ausgabe ...
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Layer (type) Output Shape Param #
=================================================================
conv1a (Conv3D) (None, 19, 160, 214, 32) 2624
_________________________________________________________________
conv1b (Conv3D) (None, 19, 160, 214, 32) 27680
_________________________________________________________________
pool1 (MaxPooling3D) (None, 10, 78, 105, 32) 0
_________________________________________________________________
conv2a (Conv3D) (None, 10, 78, 105, 128) 110720
_________________________________________________________________
conv2b (Conv3D) (None, 10, 78, 105, 128) 442496
_________________________________________________________________
pool2 (MaxPooling3D) (None, 5, 37, 51, 128) 0
_________________________________________________________________
conv3a (Conv3D) (None, 5, 37, 51, 256) 884992
_________________________________________________________________
conv3b (Conv3D) (None, 5, 37, 51, 256) 1769728
_________________________________________________________________
pool3 (MaxPooling3D) (None, 3, 17, 24, 256) 0
_________________________________________________________________
conv4a (Conv3D) (None, 3, 17, 24, 512) 3539456
_________________________________________________________________
conv4b (Conv3D) (None, 3, 17, 24, 512) 7078400
_________________________________________________________________
pool4 (MaxPooling3D) (None, 2, 7, 10, 512) 0
_________________________________________________________________
flatten (Flatten) (None, 71680) 0
_________________________________________________________________
den0 (Dense) (None, 512) 36700672
_________________________________________________________________
den1 (Dense) (None, 1) 513
=================================================================
Total params: 50,557,281
Trainable params: 36,701,185
Non-trainable params: 13,856,096
_________________________________________________________________
None
compiled
Train on 50 samples, validate on 6 samples
Epoch 1/50
50/50 [==============================] - 20s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 2/50
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 3/50
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 4/50
45/50 [==========================>...] - ETA: 1s - loss: 0.5111 - acc: 0.4889
Epoch 00003: reducing learning rate to 0.00020000000949949026.
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 5/50
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 6/50
45/50 [==========================>...] - ETA: 1s - loss: 0.5111 - acc: 0.4889
Epoch 00005: reducing learning rate to 4.0000001899898055e-05.
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 7/50
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 8/50
45/50 [==========================>...] - ETA: 1s - loss: 0.4889 - acc: 0.5111
Epoch 00007: reducing learning rate to 8.000000525498762e-06.
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 9/50
50/50 [==============================] - 16s - loss: 0.5000 - acc: 0.5000 - val_loss: 0.5000 - val_acc: 0.5000
Epoch 00008: early stopping
56/56 [==============================] - 12s
['loss', 'acc']: [0.50000001516725334, 0.5000000127724239]
Können Sie mehr über Ihr Ziel im Allgemeinen, Ihre endgültigen Daten, auf die Sie trainieren möchten, und insbesondere warum Sie versuchen, auf einem einzigen Bild zu trainieren? Und da du alle deine Schichten so eingestellt hast, dass sie nicht trainierbar sind (abgesehen von deiner letzten dichten Schicht): Lade du irgendwelche vortrainierten Gewichte? Ich sehe nicht, dass Sie eine Keras-Anwendung wie VGG oder Inception importieren oder sonst Gewichte laden. – petezurich
Das ultimative Ziel ist es, für eine bestimmte Bewegung zu trainieren. Das ist eine Bewegungssequenz zwischen Frames. Der obige Test ist nur ein Testbeispiel. Ich bekomme das gleiche Verhalten mit positiven Beispielen, die 1) alle Rahmen sind, 2) Rahmen sind zufällig und 3) Rahmen sind echte Videosequenzen. Ich glaube nicht, dass in Keras eingebaute Apps helfen werden. – DSP209
Ok und danke für die Klärung einiger Punkte. Soweit ich verstehe, möchten Sie ein vortrainiertes Modell verfeinern. Wenn ja: Wie laden Sie die Gewichte? Eine Keras-Anwendung ist genau eine gute Möglichkeit, dies zu tun. Sehen Sie zum Beispiel dieses Tutorial von Keras: https://blog.keras.io/building-powerful-image-classification-model-using-y-ly-little-data.html Ansonsten erfährt Ihr Netzwerk nichts, weil fast alle Layer sind eingestellt auf nicht trainierbar. Von Ihrem Code: '... trainierbar = Falsch ...' – petezurich