【问题标题】:Keras evaluate_generator accuracy and scikit learn accuracy_score inconsistentKeras evaluate_generator accuracy 和 scikit learn accuracy_score 不一致
【发布时间】:2020-04-27 04:31:00
【问题描述】:

我正在使用 Keras ImageDataGenerator 类来加载、训练和预测。我已经尝试了here 的解决方案,但仍然有问题。我不确定我是否遇到与here 提到的相同的问题。我猜我的y_predy_test 没有正确映射到彼此。

validation_generator = train_datagen.flow_from_directory(
    train_data_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical',
    subset='validation',
    shuffle='False')

validation_generator2 = train_datagen.flow_from_directory(
    train_data_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical',
    subset='validation',
    shuffle='False')

loss, acc = model.evaluate_generator(validation_generator,
                                     steps=math.ceil(validation_generator.samples / batch_size),
                                     verbose=0,
                                     workers=1)

y_pred = model.predict_generator(validation_generator2,
                                 steps=math.ceil(validation_generator2.samples / batch_size),
                                 verbose=0,
                                 workers=1)

y_pred = np.argmax(y_pred, axis=-1)
y_test = validation_generator2.classes[validation_generator2.index_array]

print('loss: ', loss, 'accuracy: ', acc) # loss:  0.47286026436090467 accuracy:  0.864
print('accuracy_score: ', accuracy_score(y_test, y_pred)) # accuracy_score:  0.095

来自 Keras 的 evaluate_generator 和来自 scikit learn 的 accuracy_score 给出了不同的准确度。当然,当我使用来自 scikit learn 的confusion_matrix(y_test, y_pred) 时,这给了我错误的混淆矩阵。我犯了什么错误? (y_test 我的意思是y_true

更新: 为了显示y_testy_pred 不一致,我打印了每个类的准确性。

cm = confusion_matrix(y_test, y_pred)
cm = cm.astype('float') / cm.sum(axis=1)[:, np.newaxis]
cm.diagonal()
acc_each_class = cm.diagonal()

print('accuracy of each class: \n')
for i in range(len(labels)):
  print(labels[i], ' : ', acc_each_class[i])
print('\n')

'''
accuracy of each class: 

cannoli  :  0.085
dumplings  :  0.065
edamame  :  0.1
falafel  :  0.125
french_fries  :  0.12
grilled_cheese_sandwich  :  0.13
hot_dog  :  0.075
seaweed_salad  :  0.085
tacos  :  0.105
takoyaki  :  0.135

可以看出,每个类的准确率都太低了。

更新2:我如何训练模型,可能会有所帮助

    train_generator = train_datagen.flow_from_directory(
    train_data_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical',
    subset='training')

    validation_generator = train_datagen.flow_from_directory(
    train_data_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical',
    subset='validation',
    shuffle='False')

    validation_generator2 = train_datagen.flow_from_directory(
    train_data_dir,
    target_size=(img_height, img_width),
    batch_size=batch_size,
    class_mode='categorical',
    subset='validation',
    shuffle='False')

    loss = CategoricalCrossentropy()

    model.compile(optimizer=SGD(lr=lr, momentum=momentum),
                  loss=loss,
                  metrics=['accuracy'])

    history = model.fit_generator(train_generator,
                    steps_per_epoch = train_generator.samples // batch_size,
                    validation_data=validation_generator,
                    validation_steps=validation_generator.samples // batch_size,
                    epochs=epochs,
                    verbose=1,
                    callbacks=[csv_logger, checkpointer],
                    workers=12)

【问题讨论】:

    标签: python tensorflow machine-learning keras scikit-learn


    【解决方案1】:

    我的第一印象是你训练了两个不同的模型。许多模型中都有某种“随机”元素(例如如何初始化神经网络中的权重),这也会自动导致分类器略有不同。 您所说的 keras 的准确度适用于模型“validation_generator”,而 sklearn 的准确度适用于“validation_generator2”。你可以试试这个:(请注意我没有尝试过这段代码)

    validation_generator = train_datagen.flow_from_directory(
        train_data_dir,
        target_size=(img_height, img_width),
        batch_size=batch_size,
        class_mode='categorical',
        subset='validation',
        shuffle='False')
    
    loss, acc = model.evaluate_generator(validation_generator,
                                         steps=math.ceil(validation_generator.samples / batch_size),
                                         verbose=0,
                                         workers=1)
    
    y_pred = model.predict_generator(validation_generator,
                                     steps=math.ceil(validation_generator.samples / batch_size),
                                     verbose=0,
                                     workers=1)
    
    y_pred = np.argmax(y_pred, axis=-1)
    y_test = validation_generator.classes[validation_generator.index_array]
    
    print('loss: ', loss, 'accuracy: ', acc) # loss:  0.47286026436090467 accuracy:  0.864
    print('accuracy_score: ', accuracy_score(y_test, y_pred)) # accuracy_score:  0.095
    

    【讨论】:

    • 经过测试。同样的问题
    【解决方案2】:

    首先,您应该为评估生成器和预测生成器使用相同的生成器,如 San 所述。

    其次,我认为 sklearn 和 keras 之间的准确度与sklearn documentationaccuracy_score 中所说的不完全一样,如果 multiclass 真的是 jaccard 分数。

    此链接显示了不同之处: https://stats.stackexchange.com/questions/255465/accuracy-vs-jaccard-for-multiclass-problem

    【讨论】:

    • 混淆矩阵也是错误的。这表明 y_test 和 y_pred 不一致。 sklearn 的准确性对我来说并不重要。
    • 对了,你能不能也展示一下你是如何训练你的模型的(尤其是你使用了哪种损失?)
    • 我编辑了问题并添加了培训代码。我应该提一下,我首先训练了模型,保存它,然后加载它以进行预测。
    • 训练时 val 准确度是否与 evaluate_generator 准确度一致?我怀疑 predict_generator 可能会弄乱标签
    • 是是的,这说明训练正确完成了。
    【解决方案3】:

    只需在调用 model.predict_generator 之前重置验证生成器:

    loss, acc = model.evaluate_generator(validation_generator,
                                         steps=math.ceil(validation_generator.samples / batch_size),
                                         verbose=0,
                                         workers=1)
    validation_generator2.reset()
    _pred = model.predict_generator(validation_generator2,
                                     steps=math.ceil(validation_generator2.samples / batch_size),
                                     verbose=0,
                                     workers=1)
    

    【讨论】:

    • 为什么要重置它?
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