2017-05-12 27 views
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さまざまなレイヤーで学んだ機能やアクティベーションを視覚化するためにケラスブログのポストコードに従っています。このコードは、次元(1,3、img_width、img_height)のグレー画像をランダムに生成し、可視化しました。ここにある:Kerasを使用したCNNの機能とアクティベーションの可視化例

from __future__ import print_function 

from scipy.misc import imsave 
import numpy as np 
import time 
from keras.applications import vgg16 
from keras import backend as K 

# dimensions of the generated pictures for each filter. 
img_width = 128 
img_height = 128 

# the name of the layer we want to visualize 
# (see model definition at keras/applications/vgg16.py) 
layer_name = 'block5_conv1' 

# util function to convert a tensor into a valid image 


def deprocess_image(x): 
    # normalize tensor: center on 0., ensure std is 0.1 
    x -= x.mean() 
    x /= (x.std() + 1e-5) 
    x *= 0.1 

    # clip to [0, 1] 
    x += 0.5 
    x = np.clip(x, 0, 1) 

    # convert to RGB array 
    x *= 255 
    if K.image_data_format() == 'channels_first': 
     x = x.transpose((1, 2, 0)) 
    x = np.clip(x, 0, 255).astype('uint8') 
    return x 

# build the VGG16 network with ImageNet weights 
model = vgg16.VGG16(weights='imagenet', include_top=False) 
print('Model loaded.') 

model.summary() 

# this is the placeholder for the input images 
input_img = model.input 

# get the symbolic outputs of each "key" layer (we gave them unique names). 
layer_dict = dict([(layer.name, layer) for layer in model.layers[1:]]) 


def normalize(x): 
    # utility function to normalize a tensor by its L2 norm 
    return x/(K.sqrt(K.mean(K.square(x))) + 1e-5) 


kept_filters = [] 
for filter_index in range(0, 200): 
    # we only scan through the first 200 filters, 
    # but there are actually 512 of them 
    print('Processing filter %d' % filter_index) 
    start_time = time.time() 

    # we build a loss function that maximizes the activation 
    # of the nth filter of the layer considered 
    layer_output = layer_dict[layer_name].output 
    if K.image_data_format() == 'channels_first': 
     loss = K.mean(layer_output[:, filter_index, :, :]) 
    else: 
     loss = K.mean(layer_output[:, :, :, filter_index]) 

    # we compute the gradient of the input picture wrt this loss 
    grads = K.gradients(loss, input_img)[0] 

    # normalization trick: we normalize the gradient 
    grads = normalize(grads) 

    # this function returns the loss and grads given the input picture 
    iterate = K.function([input_img], [loss, grads]) 

    # step size for gradient ascent 
    step = 1. 

    # we start from a gray image with some random noise 
    if K.image_data_format() == 'channels_first': 
     input_img_data = np.random.random((1, 3, img_width, img_height)) 
    else: 
     input_img_data = np.random.random((1, img_width, img_height, 3)) 
    input_img_data = (input_img_data - 0.5) * 20 + 128 

    # we run gradient ascent for 20 steps 
    for i in range(20): 
     loss_value, grads_value = iterate([input_img_data]) 
     input_img_data += grads_value * step 

     print('Current loss value:', loss_value) 
     if loss_value <= 0.: 
      # some filters get stuck to 0, we can skip them 
      break 

    # decode the resulting input image 
    if loss_value > 0: 
     img = deprocess_image(input_img_data[0]) 
     kept_filters.append((img, loss_value)) 
    end_time = time.time() 
    print('Filter %d processed in %ds' % (filter_index, end_time - start_time)) 

# we will stich the best 64 filters on a 8 x 8 grid. 
n = 8 

# the filters that have the highest loss are assumed to be better-looking. 
# we will only keep the top 64 filters. 
kept_filters.sort(key=lambda x: x[1], reverse=True) 
kept_filters = kept_filters[:n * n] 

# build a black picture with enough space for 
# our 8 x 8 filters of size 128 x 128, with a 5px margin in between 
margin = 5 
width = n * img_width + (n - 1) * margin 
height = n * img_height + (n - 1) * margin 
stitched_filters = np.zeros((width, height, 3)) 

# fill the picture with our saved filters 
for i in range(n): 
    for j in range(n): 
     img, loss = kept_filters[i * n + j] 
     stitched_filters[(img_width + margin) * i: (img_width + margin) * i + img_width, 
         (img_height + margin) * j: (img_height + margin) * j + img_height, :] = img 

# save the result to disk 
imsave('stitched_filters_%dx%d.png' % (n, n), stitched_filters) 

あなたは私がどのように私は、コードでこれらのステートメントを変更することができます教えてくださいでした:

input_img_data = np.random.random((1, img_width, img_height, 3)) 
     input_img_data = (input_img_data - 0.5) * 20 + 128 

自分のデータを挿入し、学習地物とアクティベーションを可視化するために?私の画像は150、150のRGB画像です。お手数ですが、ありがとうございます。

答えて

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あなたは、単一の画像を処理する場合:

from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator, array_to_img, img_to_array, load_img 

img = load_img('data/XXXX.jpg') # this is a PIL image 
x = img_to_array(img) 
x = x.reshape((1,) + x.shape) 

あなたがバッチを処理する場合:

from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator 
data_gen_args = dict(featurewise_center=True, 
       featurewise_std_normalization=True, 
       rotation_range=90., 
       width_shift_range=0.1, 
       height_shift_range=0.1, 
       zoom_range=0.2) 
image_datagen = ImageDataGenerator(**data_gen_args) 


image_generator = image_datagen.flow_from_directory(
    'data/images', 
    class_mode=None, 
    seed=seed) 

のドキュメントを参照するには、次のhttps://keras.io/preprocessing/image/#imagedatagenerator

を更新

# we start from a gray image with some random noise 
if K.image_data_format() == 'channels_first': 
    img = load_img('images/1/1.png') # this is a PIL image 
    x = img_to_array(img) 
    x = x.reshape((1,) + x.shape) 
else: 
    #input_img_data = np.random.random((1, img_width, img_height, 3)) 
    img = load_img('images/1/1.png') # this is a PIL image 
    x = img_to_array(img) 
    x = x.reshape((1,) + x.shape) 
input_img_data = x 
input_img_data = (input_img_data - 0.5) * 20 + 128 
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こんにちは、ありがとう。私はそれを読み込んだ後にイメージを再形成することに問題があります。 if K_image_data_format()== 'channels_first': input_img_data = np.random.random((1,3、img_width、img_height)) 画像をモデルに合わせて変更するにはどうすればいいのか教えてください。それ以外の場合: input_img_data = np.random.random((1、img_width、img_height、3)) input_img_data =(input_img_data - 0.5)* 20 + 128 – shiva

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@shiva、アップデートを参照してください。そのコードをこれに置き換えます。インポート行も追加します。私のために働いています。 – hars

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@shiva、それはあなたのために働いていますか?もしそうなら、回答を受け入れるか投票することができますか?ありがとう – hars

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