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2020/01/13 19:17

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takahiro_tt

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@@ -11,6 +11,297 @@
 の変更に加えて、
 学習率の部分を1e-4 から1e-5 に小さくしたらそれらしい動きになりました
+```python
+# -*- coding: utf-8 -*-
+import cv2
+import random
+import numpy as np
+import sys, os
+import tensorflow as tf
+import tensorflow.python.platform
+import tensorflow.compat.v1 as tf # FLAGS = tf.app.flags.FLAGSの解決
+# 識別ラベルの数(今回は京:0,薫：1,Shinya:2なので、3)[自分とその他で２つ(まずは)]
+NUM_CLASSES = 2
+# 学習する時の画像のサイズ(px) 初期28
+IMAGE_SIZE = 28
+# 画像の次元数(28* 28*カラー(?))
+IMAGE_PIXELS = IMAGE_SIZE*IMAGE_SIZE*3
+# 学習に必要なデータのpathや学習の規模を設定
+# パラメタの設定、デフォルト値やヘルプ画面の説明文を登録できるTensorFlow組み込み関数
+#FLAGS = tf.app.flags.FLAGS
+flags = tf.app.flags
+FLAGS = flags.FLAGS
+# 学習用データ
+flags.DEFINE_string('train', 'C:/Users/?????/Anaconda3/envs/opencvtest001/workspace2/dir/train/data.txt', 'File name of train data')
+# 検証用テストデータ
+flags.DEFINE_string('test', 'C:/Users/?????/Anaconda3/envs/opencvtest001/workspace2/dir/test/data.txt', 'File name of test data')
+# データを置いてあるフォルダ
+flags.DEFINE_string('train_dir', 'C:/Users/?????/Anaconda3/envs/opencvtest001/workspace2/dir/data2', 'Directory to put the training data.')
+# データ学習訓練の試行回数
+flags.DEFINE_integer('max_steps', 100, 'Number of steps to run trainer.')
+# 1回の学習で何枚の画像を使うか
+flags.DEFINE_integer('batch_size', 30, 'Batch size Must divide evenly into the dataset sizes.')
+# 学習率、小さすぎると学習が進まないし、大きすぎても誤差が収束しなかったり発散したりしてダメとか
+flags.DEFINE_float('learning_keep_prob', 1e-5, 'Initial learning keep_prob.') #学習率を小さくしても変化なし
+####
+### ここに学習モデル処理を追記します
+def inference(images_placeholder, keep_prob):
+  # 重みを標準偏差0.1の正規分布で初期化する
+  def weight_variable(shape):
+    initial = tf.truncated_normal(shape, stddev=0.1)
+    return tf.Variable(initial)
+  # バイアスを標準偏差0.1の正規分布で初期化する
+  def bias_variable(shape):
+    initial = tf.constant(0.1, shape=shape)
+    return tf.Variable(initial)
+  # 畳み込み層を作成する
+  def conv2d(x, W):
+    return tf.nn.conv2d(x, W, strides=[1, 1, 1, 1], padding='SAME')
+  # プーリング層を作成する
+  def max_pool_2x2(x):
+    return tf.nn.max_pool(x, ksize=[1, 2, 2, 1],
+                          strides=[1, 2, 2, 1], padding='SAME')
+  # ベクトル形式で入力されてきた画像データを28px * 28pxの画像に戻す(?)。
+  # 今回はカラー画像なので3(モノクロだと1)
+  x_image = tf.reshape(images_placeholder, [-1, IMAGE_SIZE, IMAGE_SIZE, 3])
+  # 畳み込み層第1レイヤーを作成
+  with tf.name_scope('conv1') as scope:
+    W_conv1 = weight_variable([5, 5, 3, 32])
+    # バイアスの数値を代入
+    b_conv1 = bias_variable([32])
+    h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x_image, W_conv1) + b_conv1)
+  # プーリング層1の作成
+  with tf.name_scope('pool1') as scope:
+    h_pool1 = max_pool_2x2(h_conv1)
+  # 畳み込み層第2レイヤーの作成
+  with tf.name_scope('conv2') as scope:
+    # 第一レイヤーでの出力を第2レイヤー入力にしてもう一度フィルタリング実施。
+    # 64個の特徴を検出する。inputが32なのはなんで?(教えて欲しい)
+    W_conv2 = weight_variable([5, 5, 32, 64])
+    # バイアスの数値を代入(第一レイヤーと同じ)
+    b_conv2 = bias_variable([64])
+    # 検出した特徴の整理(第一レイヤーと同じ)
+    h_conv2 = tf.nn.relu(conv2d(h_pool1, W_conv2) + b_conv2)
+  # プーリング層2の作成(ブーリング層1と同じ)
+  with tf.name_scope('pool2') as scope:
+    h_pool2 = max_pool_2x2(h_conv2)
+  # 全結合層1の作成
+  with tf.name_scope('fc1') as scope:
+    W_fc1 = weight_variable([7*7*64, 1024])
+    b_fc1 = bias_variable([1024])
+    # 画像の解析を結果をベクトルへ変換
+    h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2, [-1, 7*7*64])
+    # 第一、第二と同じく、検出した特徴を活性化させている
+    h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat, W_fc1) + b_fc1)
+    # dropoutの設定
+    h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1, keep_prob)
+  # 全結合層2の作成(読み出しレイヤー)
+  with tf.name_scope('fc2') as scope:
+    W_fc2 = weight_variable([1024, NUM_CLASSES])
+    b_fc2 = bias_variable([NUM_CLASSES])
+  # ソフトマックス関数による正規化(活性化関数)
+  #変更してシグモイド関数
+  # ここまでのニューラルネットワークの出力を各ラベルの確率へ変換する
+  with tf.name_scope('sigmoid') as scope:
+    y_conv=tf.nn.sigmoid(tf.matmul(h_fc1_drop, W_fc2) + b_fc2)
+  # 各ラベルの確率(のようなもの?)を返す
+  return y_conv
+# 予測結果と正解にどれくらい「誤差」があったかを算出する
+# logitsは計算結果:  float - [batch_size, NUM_CLASSES]
+# labelsは正解ラベル: int32 - [batch_size, NUM_CLASSES]
+def loss(logits, labels):
+  # 交差エントロピーの計算
+  cross_entropy = -tf.reduce_sum(labels*tf.log(tf.clip_by_value(logits,1e-10,1.0)))
+  # TensorBoardで表示するよう指定
+  tf.summary.scalar("cross_entropy", cross_entropy)
+  # 誤差の率の値(cross_entropy)を返す
+  return cross_entropy
+# 誤差(loss)を元に誤差逆伝播を用いて設計した学習モデルを訓練する
+def training(loss, learning_keep_prob):
+  #この関数がその当たりの全てをやってくれる様
+  train_step = tf.train.AdamOptimizer(learning_keep_prob).minimize(loss)
+  return train_step
+# inferenceで学習モデルが出した予測結果の正解率を算出する
+def accuracy(logits, labels):
+  # 予測ラベルと正解ラベルが等しいか比べる。同じ値であればTrueが返される
+  correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(logits, 1), tf.argmax(labels, 1))
+  # booleanのcorrect_predictionをfloatに直して正解率の算出
+  # false:0,true:1に変換して計算する
+  accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, "float"))
+  # TensorBoardで表示する様設定
+  tf.summary.scalar("accuracy", accuracy)
+  return accuracy
+####
+if __name__ == '__main__':
+  f = open(FLAGS.train, 'r')
+  # データを入れる配列
+  train_image = []
+  train_label = []
+  for line in f:
+    # 改行を除いてスペース区切りにする
+    line = line.rstrip()
+    l = line.split()
+    # データを読み込んで28x28に縮小
+    # img_path = "C:/Users/hogehoge/Desktop/"
+    img = cv2.imread(l[0])
+    img = cv2.resize(img, (IMAGE_SIZE, IMAGE_SIZE))
+    # 一列にした後、0-1のfloat値にする
+    train_image.append(img.flatten().astype(np.float32)/255.0)
+    # ラベルを1-of-k方式で用意する
+    tmp = np.zeros(NUM_CLASSES)
+    tmp[int(l[1])] = 1
+    train_label.append(tmp)
+  # numpy形式に変換
+train_image = np.asarray(train_image)
+train_label = np.asarray(train_label)
+f.close()
+f = open(FLAGS.test, 'r')
+test_image = []
+test_label = []
+for line in f:
+    line = line.rstrip()
+    l = line.split()
+    img = cv2.imread(l[0])
+    img = cv2.resize(img, (IMAGE_SIZE, IMAGE_SIZE))
+    test_image.append(img.flatten().astype(np.float32)/255.0)
+    tmp = np.zeros(NUM_CLASSES)
+    tmp[int(l[1])] = 1
+    test_label.append(tmp)
+test_image = np.asarray(test_image)
+test_label = np.asarray(test_label)
+f.close()
+#TensorBoardのグラフに出力するスコープを指定
+with tf.Graph().as_default():
+# 画像を入れるためのTensor(28*28*3(IMAGE_PIXELS)次元の画像が任意の枚数(None)分はいる)
+    images_placeholder = tf.placeholder("float", shape=(None, IMAGE_PIXELS))
+    # ラベルを入れるためのTensor(3(NUM_CLASSES)次元のラベルが任意の枚数(None)分入る)
+    labels_placeholder = tf.placeholder("float", shape=(None, NUM_CLASSES))
+    # dropout率を入れる仮のTensor
+    keep_prob = tf.placeholder("float")
+    # inference()を呼び出してモデルを作る
+    logits = inference(images_placeholder, keep_prob)
+    # loss()を呼び出して損失を計算
+    loss_value = loss(logits, labels_placeholder)
+    # training()を呼び出して訓練して学習モデルのパラメーターを調整する
+    train_op = training(loss_value, FLAGS.learning_keep_prob)
+    # 精度の計算
+    acc = accuracy(logits, labels_placeholder)
+    # 保存の準備
+    saver = tf.train.Saver()
+    # Sessionの作成(TensorFlowの計算は絶対Sessionの中でやらなきゃだめ)
+    sess = tf.Session()
+    # 変数の初期化(Sessionを開始したらまず初期化)
+    sess.run(tf.global_variables_initializer())
+    # TensorBoard表示の設定(TensorBoardの宣言的な?)
+    summary_op = tf.summary.merge_all()
+    # train_dirでTensorBoardログを出力するpathを指定
+    summary_writer = tf.summary.FileWriter(FLAGS.train_dir, sess.graph)
+    # 実際にmax_stepの回数だけ訓練の実行していく
+    for step in range(FLAGS.max_steps):
+      for i in range(len(train_image)//FLAGS.batch_size):
+        # batch_size分の画像に対して訓練の実行
+        batch = FLAGS.batch_size*i
+        # feed_dictでplaceholderに入れるデータを指定する
+        sess.run(train_op, feed_dict={
+          images_placeholder: train_image[batch:batch+FLAGS.batch_size],
+          labels_placeholder: train_label[batch:batch+FLAGS.batch_size],
+          keep_prob: 0.5})
+      # 1step終わるたびに精度を計算する
+      train_accuracy = sess.run(acc, feed_dict={
+        images_placeholder: train_image,
+        labels_placeholder: train_label,
+        keep_prob: 1.0})
+      print("step %d, training accuracy %g" %(step, train_accuracy))
+      # 1step終わるたびにTensorBoardに表示する値を追加する
+      summary_str = sess.run(summary_op, feed_dict={
+        images_placeholder: train_image,
+        labels_placeholder: train_label,
+        keep_prob: 1.0})
+      summary_writer.add_summary(summary_str, step)
+  # 訓練が終了したらテストデータに対する精度を表示する
+    print("test accuracy %g" %(sess.run(acc, feed_dict={
+        images_placeholder: test_image,
+        labels_placeholder: test_label,
+        keep_prob: 1.0})))
+  # データを学習して最終的に出来上がったモデルを保存
+  # "model.ckpt"は出力されるファイル名
+    save_path = saver.save(sess, "model3.ckpt")
+```
 ```result
 step 0, training accuracy 0.7
 step 1, training accuracy 0.7