cifar10图像分类局部可解释性分析有没有会的,有偿,最好用cam热力图,有偿求帮忙
不知道你这个问题是否已经解决, 如果还没有解决的话:def main(argv=None): # pylint: disable=unused-argument
cifar10.maybe_download_and_extract()
if tf.gfile.Exists(FLAGS.eval_dir):
tf.gfile.DeleteRecursively(FLAGS.eval_dir)
tf.gfile.MakeDirs(FLAGS.eval_dir)
evaluate()
这里使用gfile模块,判断评估的文件夹是否存在,存在就删除,即如果之前进行训练过,则把之前的记录删掉,然后再创建该文件夹。完成此操作之后开始训练。
def train():
"""Train CIFAR-10 for a number of steps."""
with tf.Graph().as_default():
global_step = tf.train.get_or_create_global_step()
with tf.Graph().as_default()作用:定义默认图。tf.train.get_or_create_global_step():创建并返回global step tensor。这两行还不是理解的很清楚。
# Get images and labels for CIFAR-10.
# Force input pipeline to CPU:0 to avoid operations sometimes ending up on
# GPU and resulting in a slow down.
with tf.device('/cpu:0'):
images, labels = cifar10.distorted_inputs()
注释部分写得比较清楚,获取图片和标签,这里使用with tf.device('/cpu:0'),强制使用CPU做读取操作,以免使用GPU,因为使用GPU读取反而会使读取速度下降。
回答:
我熟悉局部可解释性分析和CAM热力图方面的内容,并可以提供帮助指导。CAM(Class Activation Map)热力图是一种图像识别的可视化技术,可以用于分析神经网络在识别图像类别过程中的重点区域。具体步骤如下:
首先需要导入相关的库和之前训练好的模型。在这里,我们用到的是TensorFlow和keras库以及训练好的CIFAR-10图像分类模型。代码如下:
import tensorflow as tf
from tensorflow import keras
import numpy as np
from keras import backend as K
from keras.models import load_model
from keras.preprocessing import image
创建CAM模型需要做如下两个步骤:
为了生成CAM热力图,我们需要定位出模型的最后一个卷积层和全局平均池化层的输出。代码如下:
# 加载模型
model = load_model('cifar10_cnn.h5')
# 获取最后一个卷积层和全局平均池化层的输出
last_conv_layer = model.get_layer('Conv2D_2')
output_layer = model.output
CAM模型的核心思想就是将卷积层的特征图和分类结果结合起来,用于表示哪些区域对输出结果而言更为重要。这里我们通过求取特定类别的输出分数与最后一个卷积层特征图之间的加权和,从而得到CAM热力图的输出结果。代码如下:
# 定义CAM模型
cam_model = tf.keras.models.Model(inputs=model.input,
outputs=(last_conv_layer.output, output_layer))
# 获取原始图像的大小
img_size = (32, 32)
创建CAM热力图可视化函数需要做如下两个步骤:
CAM热力图生成是基于模型输入数据进行的,因此需要对待处理图像进行一定预处理才能使其适合用于模型输入。代码如下:
# 定义预处理函数
def preprocess_input(x):
x = np.expand_dims(x, axis=0)
x = x.astype('float32') / 255
return x
# 定义反向映射函数,用于将热力图映射回原始图像
def deprocess_image(x):
x -= x.mean()
x /= (x.std() + 1e-5)
x *= 0.1
x += 0.5
x = np.clip(x, 0, 1)
x *= 255
x = np.clip(x, 0, 255).astype('uint8')
return x
CAM热力图可视化函数主要用于生成对应图像的热力图并进行可视化处理。代码如下:
# 定义CAM热力图可视化函数
def generate_cam(img_path, class_index):
# 加载图像数据
img = image.load_img(img_path, target_size=img_size)
img_array = image.img_to_array(img)
# 预处理图像数据
img_array = preprocess_input(img_array)
# 生成CAM热力图
with tf.GradientTape() as tape:
last_conv_layer_output, predictions = cam_model(img_array)
output = predictions[:, class_index]
grads = tape.gradient(output, last_conv_layer_output)
# 求取特征图的权重
pooled_grads = K.mean(grads, axis=(0, 1, 2))
last_conv_layer_output = last_conv_layer_output[0]
for i in range(pooled_grads.shape[0]):
last_conv_layer_output[:, :, i] *= pooled_grads[i]
heatmap = np.mean(last_conv_layer_output, axis=-1)
# 反向映射得到CAM热力图,并进行可视化
heatmap = np.maximum(heatmap, 0)
heatmap /= np.max(heatmap)
heatmap = cv2.resize(heatmap, (img_size[1], img_size[0]))
heatmap = np.uint8(255 * heatmap)
heatmap = cv2.applyColorMap(heatmap, cv2.COLORMAP_JET)
superimposed_img = cv2.addWeighted(img.astype('uint8'), 0.6, heatmap, 0.4, 0)
return superimposed_img
使用CAM热力图需要做如下步骤:
我们需要指定要显示CAM热力图的类别和图像路径。这里假设我们要分析的类别是狗类(class_index=5),并且我们要使用的图像路径是test_image.png。代码如下:
# 设置类别和图像路径
class_index = 5
img_path = 'test_image.png'
调用之前定义的CAM热力图可视化函数,在指定图像上生成对应类别的CAM热力图。代码如下:
# 生成CAM热力图并可视化
cam_img = generate_cam(img_path, class_index)
# 显示结果图像
cv2.imshow('CAM', cam_img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
以上就是我提供的局部可解释性分析和CAM热力图的解决方案。