tensorflow实现基于KNN（和CNN）算法的阿拉伯数字识别（代码详解）
废话不多说，直接上项目；（大家如果感兴趣可以加深度学习代码实现群：225215316，或者毕业想做此方向的加毕设讨论群：457756921）
首先我们先将具体的数字图片转换为向量矩阵形式，存储在txt文件下，具体格式如下，其是数字0的矩阵向量形式：
整个项目文件夹下分一部分为训练集数据集另一部分为测试集数据集，文件格式如下：
那么直接开始上KNN算法的代码实现算法了：（附有详细讲解）
# -*- coding: UTF-8 -*- import numpy as np import operator from os import listdir """ 函数说明:kNN算法,分类器 Parameters: inX - 用于分类的数据(测试集) dataSet - 用于训练的数据(训练集) labes - 分类标签 k - kNN算法参数,选择距离最小的k个点 Returns: sortedClassCount[0][0] - 分类结果 """ def classify0(inX, dataSet, labels, k): #numpy函数shape[0]返回dataSet的行数 dataSetSize = dataSet.shape[0] #在列向量方向上重复inX共1次(横向),行向量方向上重复inX共dataSetSize次(纵向) diffMat = np.tile(inX, (dataSetSize, 1)) - dataSet #二维特征相减后平方 sqDiffMat = diffMat**2 #sum()所有元素相加,sum(0)列相加,sum(1)行相加 sqDistances = sqDiffMat.sum(axis=1) #开方,计算出距离 distances = sqDistances**0.5 #返回distances中元素从小到大排序后的索引值 sortedDistIndices = distances.argsort() #定一个记录类别次数的字典 classCount = {} for i in range(k): #取出前k个元素的类别 voteIlabel = labels[sortedDistIndices[i]] #dict.get(key,default=None),字典的get()方法,返回指定键的值,如果值不在字典中返回默认值。 #计算类别次数 classCount[voteIlabel] = classCount.get(voteIlabel,0) + 1 #python3中用items()替换python2中的iteritems() #key=operator.itemgetter(1)根据字典的值进行排序 #key=operator.itemgetter(0)根据字典的键进行排序 #reverse降序排序字典 sortedClassCount = sorted(classCount.items(),key=operator.itemgetter(1),reverse=True) #返回次数最多的类别,即所要分类的类别 return sortedClassCount[0][0] """ 函数说明:将32x32的二进制图像转换为1x1024向量。 Parameters: filename - 文件名 Returns: returnVect - 返回的二进制图像的1x1024向量 """ def img2vector(filename): #创建1x1024零向量 returnVect = np.zeros((1, 1024)) #打开文件 fr = open(filename) #按行读取 for i in range(32): #读一行数据 lineStr = fr.readline() #每一行的前32个元素依次添加到returnVect中 for j in range(32): returnVect[0, 32*i+j] = int(lineStr[j]) #返回转换后的1x1024向量 return returnVect """ 函数说明:手写数字分类测试 Parameters: 无 Returns: 无 """ def handwritingClassTest(): #测试集的Labels hwLabels = [] #返回trainingDigits目录下的文件名 trainingFileList = listdir('trainingDigits') #返回文件夹下文件的个数 m = len(trainingFileList) #初始化训练的Mat矩阵,测试集 trainingMat = np.zeros((m, 1024)) #从文件名中解析出训练集的类别 for i in range(m): #获得文件的名字 fileNameStr = trainingFileList[i] #获得分类的数字 classNumber = int(fileNameStr.split('_')[0]) #将获得的类别添加到hwLabels中 hwLabels.append(classNumber) #将每一个文件的1x1024数据存储到trainingMat矩阵中 trainingMat[i,:] = img2vector('trainingDigits/%s' % (fileNameStr)) #返回testDigits目录下的文件名 testFileList = listdir('testDigits') #错误检测计数 errorCount = 0.0 #测试数据的数量 mTest = len(testFileList) #从文件中解析出测试集的类别并进行分类测试 for i in range(mTest): #获得文件的名字 fileNameStr = testFileList[i] #获得分类的数字 classNumber = int(fileNameStr.split('_')[0]) #获得测试集的1x1024向量,用于训练 vectorUnderTest = img2vector('testDigits/%s' % (fileNameStr)) #获得预测结果 classifierResult = classify0(vectorUnderTest, trainingMat, hwLabels, 3) print("分类返回结果为%d\t真实结果为%d" % (classifierResult, classNumber)) if(classifierResult != classNumber): errorCount += 1.0 print("总共错了%d个数据\n错误率为%f%%" % (errorCount, errorCount/mTest)) """ 函数说明:main函数 Parameters: 无 Returns: 无 """ if __name__ == '__main__': handwritingClassTest()
最终运行结果如下图所示：
结束语：鉴于CNN算法网上程序较多，暂且不进行展示和讲解，如果大家想要索要数据集或者程序代码包（含CNN等）可以进群索要等；希望上述代码的简单实现能够使你对简单算法实现有一个小的了解；