猫狗分类--Tensorflow实现

贴一张自己画的思维导图 

数据集准备 
kaggle猫狗大战数据集（训练），微软的不需要翻墙

• 12500张cat
• 12500张dog

生成图片路径和标签的List

step1：获取D:/Study/Python/Projects/Cats_vs_Dogs/data/Cat下所有的猫图路径名，存放到cats中，同时贴上标签0，存放到label_cats中。狗图同理。

train_dir = 'D:/Study/Python/Projects/Cats_vs_Dogs/data'

def get_files(file_dir):
    for file in os.listdir(file_dir+'/Cat'):
            cats.append(file_dir +'/Cat'+'/'+ file) 
            label_cats.append(0)
    for file in os.listdir(file_dir+'/Dog'):
            dogs.append(file_dir +'/Dog'+'/'+file)
            label_dogs.append(1)

step2：对生成的图片路径和标签List做打乱处理

    #把cat和dog合起来组成一个list（img和lab）
    image_list = np.hstack((cats, dogs))
    label_list = np.hstack((label_cats, label_dogs))

    #利用shuffle打乱顺序
    temp = np.array([image_list, label_list])
    temp = temp.transpose()
    np.random.shuffle(temp)

    #从打乱的temp中再取出list（img和lab）
    image_list = list(temp[:, 0])
    label_list = list(temp[:, 1])
    label_list = [int(i) for i in label_list]

生成Batch

step1：将上面生成的List传入get_batch() ，转换类型，产生一个输入队列queue，因为img和lab是分开的，所以使用tf.train.slice_input_producer()，然后用tf.read_file()从队列中读取图像

• image_W, image_H, ：设置好固定的图像高度和宽度
• 设置batch_size：每个batch要放多少张图片
• capacity：一个队列最大多少

def get_batch(image, label, image_W, image_H, batch_size, capacity):
    #转换类型
    image = tf.cast(image, tf.string)
    label = tf.cast(label, tf.int32)

    # make an input queue
    input_queue = tf.train.slice_input_producer([image, label])

    label = input_queue[1]
    image_contents = tf.read_file(input_queue[0]) #read img from a queue

step2：将图像解码，不同类型的图像不能混在一起，要么只用jpeg，要么只用png等。

image = tf.image.decode_jpeg(image_contents, channels=3) 

step3：数据预处理，对图像进行旋转、缩放、裁剪、归一化等操作，让计算出的模型更健壮。

image = tf.image.resize_image_with_crop_or_pad(image, image_W, image_H)

image = tf.image.per_image_standardization(image)

4：生成batch

• image_batch: 4D tensor [batch_size, width, height, 3],dtype=tf.float32
• label_batch: 1D tensor [batch_size], dtype=tf.int32

image_batch, label_batch = tf.train.batch([image, label],
                                                batch_size= batch_size,
                                                num_threads= 32, 
                                                capacity = capacity)
#重新排列label，行数为[batch_size]
label_batch = tf.reshape(label_batch, [batch_size])
image_batch = tf.cast(image_batch, tf.float32)

测试

step1：变量初始化，每批2张图，尺寸208x208，设置好自己的图像路径

BATCH_SIZE = 2
CAPACITY = 256
IMG_W = 208
IMG_H = 208

train_dir = 'D:/Study/Python/Projects/Cats_vs_Dogs/data'

step2：调用前面的两个函数，生成batch

image_list, label_list = get_files(train_dir)
image_batch, label_batch = get_batch(image_list, label_list, IMG_W, IMG_H, BATCH_SIZE, CAPACITY)

step3：开启会话session，利用tf.train.Coordinator()和tf.train.start_queue_runners(coord=coord)来监控队列（这里有个问题：官网的start_queue_runners()是有两个参数的，sess和coord，但是在这里加上sess的话会报错）。 
利用try——except——finally结构来执行队列操作（官网推荐的方法），避免程序卡死什么的。i<2执行两次队列操作，每一次取出2张图放进batch里面，然后imshow出来看看效果。

with tf.Session() as sess:
    i = 0
    coord = tf.train.Coordinator()
    threads = tf.train.start_queue_runners(coord=coord)

    try:
        while not coord.should_stop() and i<2:

            img, label = sess.run([image_batch, label_batch])

            # just test one batch
            for j in np.arange(BATCH_SIZE):
                print('label: %d' %label[j])
                plt.imshow(img[j,:,:,:])
                plt.show()
            i+=1

    except tf.errors.OutOfRangeError:
        print('done!')
    finally:
        coord.request_stop()
    coord.join(threads)

step4：查看结果，会出现4张图，resize的效果感觉不是很好，不知道是什么问题 
2017.7.10 图片不正常是因为生成batch的时候将image转成了浮点型，吧image_batch = tf.cast(image_batch, tf.float32)注释掉后就好了