117.info
人生若只如初见

Keras中如何使用Capsule网络

在Keras中实现Capsule网络可以通过使用keras.layers中的CapsulePrimaryCap层来实现。下面是一个简单的示例:

from keras import layers
from keras.models import Model

# 定义Capsule网络架构
def CapsuleModel(input_shape, n_class, routings):
    x = layers.Input(shape=input_shape)

    # 定义第一个Capsule层
    conv1 = layers.Conv2D(128, (9, 9), activation='relu', padding='valid')(x)
    primarycaps = PrimaryCap(conv1, dim_capsule=8, n_channels=32, kernel_size=9, strides=2, padding='valid')

    # 定义第二个Capsule层
    digitcaps = CapsuleLayer(num_capsule=n_class, dim_capsule=16, routings=routings)(primarycaps)

    # 输出分类结果
    out_caps = Length()(digitcaps)
    
    return Model(x, out_caps)

# 定义PrimaryCapsule层
def PrimaryCap(inputs, dim_capsule, n_channels, kernel_size, strides, padding):
    output = layers.Conv2D(filters=dim_capsule*n_channels, kernel_size=kernel_size, strides=strides, padding=padding)(inputs)
    outputs = layers.Reshape(target_shape=(-1, dim_capsule))(output)
    return layers.Lambda(lambda x: x / K.sqrt(K.sum(K.square(x), axis=-1, keepdims=True)))(outputs)

# 定义Capsule层
class CapsuleLayer(layers.Layer):
    def __init__(self, num_capsule, dim_capsule, routings=3, kernel_initializer='glorot_uniform', **kwargs):
        super(CapsuleLayer, self).__init__(**kwargs)
        self.num_capsule = num_capsule
        self.dim_capsule = dim_capsule
        self.routings = routings
        self.kernel_initializer = initializers.get(kernel_initializer)

    def build(self, input_shape):
        input_dim_capsule = input_shape[-1]
        self.W = self.add_weight(shape=[input_dim_capsule, self.num_capsule * self.dim_capsule], initializer=self.kernel_initializer, name='W')
        self.built = True

    def call(self, inputs):
        inputs_expand = K.expand_dims(inputs, 2)
        inputs_tiled = K.tile(inputs_expand, [1, 1, self.num_capsule, 1])
        inputs_hat = K.map_fn(lambda x: K.batch_dot(x, self.W, [2, 1]), elems=inputs_tiled)
        b = tf.zeros(shape=[K.shape(inputs_hat)[0], self.num_capsule, K.shape(inputs_hat)[2]])
        assert self.routings > 0
        for i in range(self.routings):
            c = tf.nn.softmax(b, dim=1)
            outputs = squash(K.batch_dot(c, inputs_hat, [2, 2]))
            if i < self.routings - 1:
                b += K.batch_dot(outputs, inputs_hat, [2, 3])
        return outputs

    def compute_output_shape(self, input_shape):
        return input_shape

# 定义Length层
class Length(layers.Layer):
    def call(self, inputs, **kwargs):
        return K.sqrt(K.sum(K.square(inputs), -1))

    def compute_output_shape(self, input_shape):
        return input_shape[:-1]

# 构建Capsule网络模型
model = CapsuleModel((28, 28, 1), 10, 3)
model.compile(optimizer='adam', loss='sparse_categorical_crossentropy', metrics=['accuracy'])

未经允许不得转载 » 本文链接:https://www.117.info/ask/feae2AzsICAFXA1Q.html

推荐文章

  • ​Keras安装及使用的方法是什么

    Keras是一个高级神经网络库,可以在 TensorFlow、Theano 和CNTK上运行。以下是安装和使用Keras的一般步骤: 安装Python:首先,确保你已经安装了Python。Keras支...

  • keras的主要特点是什么

    Keras 是一个高级神经网络 API,它是用 Python 编写的,可以运行在多种深度学习框架上,例如 TensorFlow、Microsoft Cognitive Toolkit、Theano 等。以下是 Kera...

  • keras数据集制作的方法是什么

    要制作Keras数据集,可以按照以下步骤进行操作: 收集数据:收集用于训练和测试模型的数据。可以选择从现有数据库或数据集中获取数据,或者自己创建和标记数据。...

  • keras的应用场景有哪些

    Keras 是一个高级神经网络 API,它是建立在 TensorFlow、Theano 和 CNTK 之上的。Keras 可以用于各种不同的应用场景,包括但不限于以下几个方面: 图像识别:Ker...

  • Keras中如何处理时间序列预测任务

    在Keras中处理时间序列预测任务通常涉及到使用循环神经网络(RNN)或卷积神经网络(CNN)来构建模型。下面是一个简单的使用RNN来处理时间序列预测任务的示例代码...

  • 大数据Atlas的自动化和智能化程度如何

    大数据Atlas在自动化和智能化方面有很高的程度。它使用先进的技术和算法来自动化数据处理、分析和管理过程,从而提高工作效率和准确性。同时,Atlas还具有智能化...

  • Atlas如何应对数据流失和灾难恢复

    Atlas 提供了数据备份和恢复功能,以帮助用户应对数据流失和灾难恢复。用户可以使用 Atlas 的自动快照功能定期备份数据,并在需要时恢复数据。此外,Atlas 还提供...

  • Atlas如何应对数据增长和扩展性需求

    Atlas通过以下方式来应对数据增长和扩展性需求: 自动扩展性:Atlas能够根据负载和需求自动扩展集群大小,以满足数据增长的需求。 数据分片和分区:Atlas支持数据...