使用Flask构建图像分类器

在本文中,将探讨如何利用Flask框架和Python语言来开发一个图像分类器。无论是初学者、中级开发者还是高级开发者,都可以从本文中获得实践经验。文章将分为理论部分和编码部分,最后还会提供代码链接,方便读者直接查看和使用。

目录

  • 图像分类简介
  • 卷积神经网络(CNN)
  • 迁移学习
  • 编码实现图像分类器
  • 结论

图像分类简介

图像分类是将图像中的像素或向量根据特定规则进行分类和标记的过程。简单来说,试图将相关或相似的图像分组在一起。图像分类技术主要分为无监督和有监督两种类型,本文将使用有监督图像分类技术。

卷积神经网络(CNN)

在深入探讨CNN之前,先了解下神经网络。神经网络是一系列算法,通过模仿人脑的工作方式来识别数据集中的潜在模式或关系。深度学习是机器学习算法的一个子集,非常擅长识别模式,但通常需要大量的数据。

CNN,也称为ConvNet,是一种特殊的神经网络,除了与常规神经网络相同的结构外,它在开始处还有一个卷积层。

# 导入必要的库

import os

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import tensorflow as tf

from tensorflow.keras.applications.imagenet_utils import preprocess_input, decode_predictions

from tensorflow.keras.models import load_model, model_from_json, Model

from tensorflow.keras.preprocessing import image

from tensorflow.keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator

迁移学习

迁移学习是将之前学习过的模型重新用于新问题的技术。这些技术在计算机视觉中非常常用,因为它们可以节省大量工作,特别是当使用这些技术解决类似的新问题时。例如,创建了一个用于区分猫和猴子的模型,是否可以用它来区分老虎和大猩猩?通过迁移学习,确实可以。

在创建模型时,也将使用迁移学习。用于图像分类的迁移学习模型的例子包括Resnet50、MobileNet、VGG16、VGG19、DenseNet。

对于图像分类器,有许多模块可供选择,如TensorFlow、PyTorch、fastai等。本文将使用TensorFlow。

首先,需要创建数据集。根据使用情况,需要声明并更改变量。

# 声明变量

train_data_dir = 'v_data/train'

validation_data_dir = 'v_data/test'

nb_train_samples = 400

nb_validation_samples = 100

epochs = 10

batch_size = 16

img_width, img_height = 224, 224

input_shape = (img_width, img_height, 3)

接下来,创建模型。

model = Sequential()

model.add(Conv2D(32, (3, 3), input_shape=input_shape))

model.add(Activation('relu'))

model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2)))

模型训练完成后,可以使用它进行预测。

def model_predict(img, model):

img = img.resize((224, 224))

x = image.img_to_array(img)

x = np.expand_dims(x, axis=0)

x = preprocess_input(x, mode='tf')

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