Keras之AutoKeras框架：AutoKeras框架的简介、特点、安装、使用方法详细攻略

AutoKeras框架：AutoKeras框架的简介、特点、使用方法详细攻略

Paper：《Efficient Neural Architecture Search via Parameter Sharing》

AutoKeras框架的简介

那什么是 Keras

AutoKeras是一个开源的，基于 Keras 的新型 AutoML 库。AutoKeras 是一个用于自动化机器学习的开源软件库，提供自动搜索深度学习模型的架构和超参数的功能。
(1)、Keras 是一个用 Python 编写的高级神经网络 API，能够在 TensorFlow、CNTK 或 Theano 之上运行。它的意义在于可以实现快速实验。而能够以最小的延迟把想法变成结果是顺利进行研究的关键。

AutoKeras比AutoML伟大的地方就是开源，哈哈，开源就等同于免费！这是我非常喜欢的一点！！！简而言之，AutoML是给有钱的公司玩的，像我们这样做学术研究的， AutoKeras简直妙不可言！！

官方网站：https://autokeras.com/
项目github：https://github.com/jhfjhfj1/autokeras
TensorFlow版本：https://github.com/melodyguan/enas
PyTorch 版本：https://github.com/carpedm20/ENAS-pytorch

AutoKeras框架的特点

1、AutoKeras 基于非常易于使用的深度学习数据库 Keras，使用 ENAS 的方法。ENAS 是 NAS 的最新版本，因此让 AutoKeras 具有高效、安装简单、参数可调、易修改等特点。

AutoKeras的安装

1、安装AutoKeras

pip install autokeras

2、测试

import autokeras as ak

clf = ak.ImageClassifier()
clf.fit(x_train, y_train)
results = clf.predict(x_test)


#导出模型
from autokeras import ImageClassifier
clf = ImageClassifier(verbose=True, augment=False)
clf.load_searcher().load_best_model().produce_keras_model().save('my_model.h5')


#可视化模型
from keras.models import load_model
model = load_model('my_model.h5') #See 'How to export keras models?' to generate this file before loading it.
from keras.utils import plot_model
plot_model(model, to_file='my_model.png')

AutoKeras框架的使用方法

1、举个栗子

from keras.datasets import mnist
from autokeras.image_supervised import ImageClassifier

if __name__ == '__main__':
    (x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()
    x_train = x_train.reshape(x_train.shape + (1,))
    x_test = x_test.reshape(x_test.shape + (1,))

    clf = ImageClassifier(verbose=True)
    clf.fit(x_train, y_train, time_limit=12 * 60 * 60)
    clf.final_fit(x_train, y_train, x_test, y_test, retrain=True)
    y = clf.evaluate(x_test, y_test)
    print(y)

2、再举一个栗子

# coding:utf-8
import os
os.environ['TF_CPP_MIN_LOG_LEVEL'] = '2'
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.misc import imresize
import cv2
from autokeras.image_supervised import ImageClassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score
from keras.models import load_model
from keras.utils import plot_model
import time


start = time.time()

def read_img(path,class_num):
    imgName_list = os.listdir(path)
    n = len(imgName_list)
    # img_index,img_colummns,img_rgbSize = plt.imread(path+'/'+imgName_list[0]).shape
    img_index, img_colummns = [28,38]  # 这个设置很重要。如果你的电脑很好的话可以忽略设置。要不然内存不足的。
    print(img_index,img_colummns)
    data = np.zeros([n,img_index,img_colummns,1])
    label = np.zeros([n,1])
    class_number = 0
    for i in range(n):
        imgPath = path+'/'+imgName_list[i]
        data[i,:,:,0] = imresize(cv2.cvtColor(plt.imread(imgPath),cv2.COLOR_BGR2GRAY),[img_index,img_colummns])
        if (i)%(class_num) == 0:
            class_number = class_number+1
        label[i,0] = class_number
    return data,label

x_train,y_train = read_img('./data/re/train',80)
x_test,y_test = read_img('./data/re/test',20)

animal = ['bus', 'dinosaur', 'flower', 'horse', 'elephant']  # 动物类别对应 labelValue 为 [1,2,3,4,5]
# plt.imshow(x_test[0,:,:,0],cmap='gray')
# plt.show()

if __name__=='__main__':
    # 模型构建
    model = ImageClassifier(verbose=True)
    # 搜索网络模型
    model.fit(x_train,y_train,time_limit=1*60)
    # 验证最优模型
    model.final_fit(x_train,y_train,x_test,y_test,retrain=True)
    # 给出评估结果
    score = model.evaluate(x_test,y_test)
    # 识别结果
    y_predict = model.predict(x_test)
    # 精确度
    accuracy = accuracy_score(y_test,y_predict)
    # 打印出score与accuracy
    print('score:',score,'  accuracy:',accuracy)

    model_dir = r'./modelStructure/imgModel.h5'
    model_img = r'./modelStructure/imgModel_ST.png'
    # 保存可视化模型
    # model.load_searcher().load_best_model().produce_keras_model().save(model_dir)
    # 加载模型
    # automodel = load_model(model_dir)
    # 输出模型 structure 图
    # plot_model(automodel, to_file=model_img)

    end = time.time()
    print(end-start)