如何在新图像上使用 .predict_generator() - Keras

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何在新图像上使用 .predict_generator() - Keras

【英文标题】：How to use .predict_generator() on new Images - Keras

【发布时间】：2019-02-15 14:51:51

【问题描述】：

我使用ImageDataGenerator 和flow_from_directory 进行训练和验证。

这些是我的目录：

train_dir = Path('D:/Datasets/Trell/images/new_images/training')
test_dir = Path('D:/Datasets/Trell/images/new_images/validation')
pred_dir = Path('D:/Datasets/Trell/images/new_images/testing')

图像生成器代码：

img_width, img_height = 28, 28
batch_size=32
train_datagen = ImageDataGenerator(
    rescale=1. / 255,
    shear_range=0.2,
    zoom_range=0.2,
    horizontal_flip=True)

test_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1. / 255)

train_generator = train_datagen.flow_from_directory(
    train_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical')

validation_generator = test_datagen.flow_from_directory(
    test_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical')

找到属于 4 个类别的 1852 张图片

找到属于 4 个类别的 115 张图片

这是我的模型训练代码：

history = cnn.fit_generator(
        train_generator,
        steps_per_epoch=1852 // batch_size,
        epochs=20,
        validation_data=validation_generator,
        validation_steps=115 // batch_size)

现在我在测试文件夹中有一些新图像（所有图像都在同一个文件夹中），我想对其进行预测。但是当我使用.predict_generator 时，我得到：

找到属于 0 类的 0 张图片

所以我尝试了这些解决方案：

1) Keras: How to use predict_generator with ImageDataGenerator? 这没有成功，因为它只尝试验证集。

2)How to predict the new image by using model.predict?module image not found

3) How to get predictions with predict_generator on streaming test data in Keras? 这也没有成功。

我的火车数据基本上存储在 4 个单独的文件夹中，即 4 个特定的类，验证也以相同的方式存储并且效果很好。

所以在我的测试文件夹中，我有大约 300 张图像，我想在这些图像上预测并制作一个数据框，如下所示：

image_name    class
gghh.jpg       1
rrtq.png       2
1113.jpg       1
44rf.jpg       4
tyug.png       1
ssgh.jpg       3

我也使用了以下代码：

img = image.load_img(pred_dir, target_size=(28, 28))
img_tensor = image.img_to_array(img)
img_tensor = np.expand_dims(img_tensor, axis=0)
img_tensor /= 255.

cnn.predict(img_tensor)

但我收到此错误：[Errno 13] Permission denied: 'D:\\Datasets\\Trell\\images\\new_images\\testing'

但我无法在我的测试图像上predict_generator。那么如何使用 Keras 预测我的新图像。我在谷歌上搜索了很多，也在 Kaggle Kernels 上进行了搜索，但还没有找到解决方案。

【参考方案1】：

根据下面引用的 Keras 文档，不推荐使用 predict_generator。 Model.predict 现在支持生成器，因此不再需要使用 predict_generator 端点。

Keras 文档，参考：https://www.tensorflow.org/api_docs/python/tf/keras/Model#predict_generator

【参考方案2】：

predict_generator() 我遇到了一些麻烦。这里的一些帖子很有帮助。我也在这里发布我的解决方案，希望它对其他人有所帮助。我的工作：

使用predict_generator() 对新图像进行预测 获取每个预测的文件名 将结果存储在数据框中

我根据here 的文档进行二元预测，例如“猫和狗”。但是，该逻辑可以推广到多类情况。在这种情况下，每个类的预测结果有一列。

首先，我加载我存储的模型并设置数据生成器：

import numpy as np
import pandas as pd
from keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator
from keras.models import load_model

# Load model
model = load_model('my_model_01.hdf5')

test_datagen = ImageDataGenerator(rescale=1./255)
test_generator = test_datagen.flow_from_directory(
        "C:/kerasimages/pred/",
        target_size=(150, 150),
        batch_size=20,
        class_mode='binary',
        shuffle=False)

注意：指定shuffle=False 以保持文件名和预测的顺序很重要。

图像存储在C:/kerasimages/pred/images/。数据生成器将仅在C:/kerasimages/pred/（如test_generator 中指定）的子文件夹 中查找图像。尊重数据生成器的逻辑很重要，因此需要子文件夹/images/。 C:/kerasimages/pred/ 中的每个子文件夹都被生成器解释为一个类。在这里，生成器将报告Found x images belonging to 1 classes（因为只有一个子文件夹）。如果我们进行预测，则类（由生成器检测到）是不相关的。

现在，我可以使用生成器进行预测：

# Predict from generator (returns probabilities)
pred=model.predict_generator(test_generator, steps=len(test_generator), verbose=1)

在这种情况下不需要重置生成器，但如果之前已设置生成器，则可能需要使用test_generator.reset() 将其重置。

接下来我对概率进行四舍五入以获取类并检索文件名：

# Get classes by np.round
cl = np.round(pred)
# Get filenames (set shuffle=false in generator is important)
filenames=test_generator.filenames

最后，结果可以存储在数据框中：

# Data frame
results=pd.DataFrame("file":filenames,"pr":pred[:,0], "class":cl[:,0])

【讨论】：

我尝试了很多不同的解决方案，但“shuffle=False”提示正是我所缺少的。

我花了一些时间才弄明白

【参考方案3】：

因此，首先应将测试图像放在测试文件夹内的单独文件夹中。所以就我而言，我在test 文件夹中创建了另一个文件夹并将其命名为all_classes。 然后运行以下代码：

test_generator = test_datagen.flow_from_directory(
    directory=pred_dir,
    target_size=(28, 28),
    color_mode="rgb",
    batch_size=32,
    class_mode=None,
    shuffle=False
)

上面的代码给了我一个输出：

找到属于 1 类的 306 张图片

最重要的是，您必须编写以下代码：

test_generator.reset()

否则会出现奇怪的输出。 然后使用.predict_generator()函数：

pred=cnn.predict_generator(test_generator,verbose=1,steps=306/batch_size)

运行上面的代码会给出概率输出，所以首先我需要将它们转换为类号。就我而言，它是 4 个班级，所以班级编号是 0、1、2 和 3。

代码编写：

predicted_class_indices=np.argmax(pred,axis=1)

下一步是我想要类的名称：

labels = (train_generator.class_indices)
labels = dict((v,k) for k,v in labels.items())
predictions = [labels[k] for k in predicted_class_indices]

where by class numbers 将替换为类名。最后一步，如果要将其保存到 csv 文件，请将其排列在数据框中，并在图像名称后附加预测的类。

filenames=test_generator.filenames
results=pd.DataFrame("Filename":filenames,
                      "Predictions":predictions)

显示您的数据框。现在一切都完成了。您将获得图像的所有预测类别。

【讨论】：

回归问题时我们该怎么办？在这种情况下，我们没有任何课程。

【参考方案4】：

您最有可能在使用flow_from_directory 时出错。阅读文档：

flow_from_directory(目录，...)

地点：

directory：目标目录的路径。它应该包含一个 每个类的子目录。内含任何 PNG、JPG、BMP、PPM 或 TIF 图像 每个子目录目录树都将包含在 生成器。

这意味着在您传递给此函数的目录中，您必须创建子目录并将图像放置在此子目录中。否则，当图像在您传递的目录（不是子目录）中时，确实有 0 个图像和 0 个类。

编辑

好的，如果您要执行预测，我相信您想使用predict 函数，如下所示：（请注意，您必须以与学习期间相同的格式向网络提供数据过程）

image = img_to_array(load_img(f"directory/foldername/filename"))
# here you prepare the input data, for example here we take the gray image
# gray scale is the 1st channel in the Lab color space
color_me = rgb2lab((1.0 / 255) * color_me)[:, :, 0]
color_me = color_me.reshape(color_me.shape + (1,))
# here data is in the format which is accepted by, in this case, my model
# for your model you have to do the preparation just the same as in the case of learning process
output = model.predict(np.array([color_me]))
# and here you have your predicted output

【讨论】：

是的，但是如果我已经将它们放在子目录中，那为什么还要使用.predict_generator呢？

问题是，您应该使用与您想要实现的目标相关的功能。我的意思是，如果你想生成预测，predict_generator 是可以的，但是当你需要训练模型时，fit_generator 应该是你的选择。

我只使用过mode.fit_generator。等我更新问题

如果可以，请在此处粘贴您传递给flow_from_directory 的路径以及图片的路径。

【参考方案5】：

我强烈建议您在测试文件夹中创建一个父文件夹。然后将测试文件夹移动到父文件夹。

表示如果你有这种方式的测试文件夹：

/root/test/img1.png
/root/test/img2.png
/root/test/img3.png
/root/test/img4.png

这种使用 predict_generator 的错误方式。像这样更新您的测试文件夹：

/root/test_parent/test/img1.png
/root/test_parent/test/img2.png
/root/test_parent/test/img3.png
/root/test_parent/test/img4.png

使用此命令更新：

mv /root/test/ ./root/test_parent/test 

而且，也不要忘记像这样给模型提供路径

"/root/test_parent/"

这种方法对我有用。

【讨论】：

但随后它的显示发现了属于 1 类的 300 张图像，当我预测它给出一个真假数组时

据我所知，“predict_generator”只给出类概率。

嗨，我做到了，我想我应该发布它

不得不做更多的事情，检查我的答案。我从 Medium 获得了参考