Mnist数据集介绍

Mnist数据集已经是一个被"嚼烂"了的数据集了，很多关于神经网络的教程都会对它下手。因此在开始深度学习之前，先对这个数据集介绍一下。

Mnist数据集图片格式介绍

Mnist数据集分为两部分，分别含有60000张训练图片和10000张测试图片。

每一张图片包含28*28个像素。Mnist数据集把代表一张图片的二维数据转开成一个向量，长度为28*28=784。因此在Mnist的训练数据集中mnist.train.images是一个形状为[60000, 784]的张量，第一个维度数字用来索引图片，第二个维度数字用来索引每张图片中的像素点，图片里的某个像素的强度值介于0-1之间。

Mnist数据集标签格式介绍--------独热编码

Mnist数据集中的标签是介于0~9的数字，Mnist中的标签是用独热编码(one-hot-vectors)表示的，一个one-hot向量除了某一位数字是1以外，其余维度的数组都是0，比如标签0用独热编码表示为([1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])，标签3用独热编码表示为([0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0])。所以，Mnist数据集中所有的标签mnist.train.labels是一个[60000, 10]的数字矩阵。

手动提取Mnist数据集图片

如果直接下载该数据集的话，下载下来的是.gz格式的数据，如下图所示：

使用tensorflow是可以直接加载该数据的，但是是按照张量的格式加载的，就是说你看不到这些图片到底是长什么样子的。下面就要介绍一下如何手动提取Mnist数据集中的图片，并把它按照常用的格式存储。

在代码中用到了两个第三方的包，分别为tensorflow、PIL。如何你是用的我之前推荐的Anaconda来管理你的Python环境的话，那么安装这两个包就非常的简单了。使用下面的命令即可安装:

conda install tensorflow-gpu
conda install Pillow

提取的代码写成了函数def的形式，可以非常简单的调用。下面是提取训练数据的代码：

#coding: utf-8
import os
import tensorflow as tf
from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
from PIL import Image'''
函数功能：按照bmp格式提取mnist数据集中的图片
参数介绍:mnist_dir   mnist数据集存储的路径save_dir    提取结果存储的目录
'''
def extract_mnist(mnist_dir, save_dir):rows = 28cols = 28# 加载mnist数据集# one_hot = True为默认打开"独热编码"mnist = input_data.read_data_sets(mnist_dir, one_hot=False)# 获取训练图片数量shape = mnist.train.images.shapeimages_train_count = shape[0]pixels_count_per_image = shape[1]# 获取训练标签数量=训练图片数量# 关闭"独热编码"后，labels的类型为[7 3 4 ... 5 6 8]labels = mnist.train.labelslabels_train_count = labels.shape[0]if (images_train_count == labels_train_count):print("训练集共包含%d张图片，%d个标签" % (images_train_count, labels_train_count))print("每张图片包含%d个像素" % (pixels_count_per_image))print("数据类型为", mnist.train.images.dtype)# mnist图像数值的范围为[0,1], 需将其转换为[0,255]for current_image_id in range(images_train_count):for i in range(pixels_count_per_image):if mnist.train.images[current_image_id][i] != 0:mnist.train.images[current_image_id][i] = 255if ((current_image_id + 1) % 50) == 0:print("已转换%d张，共需转换%d张" %(current_image_id + 1, images_train_count))# 创建train images的保存目录, 按标签保存for i in range(10):dir = "%s/%s" % (save_dir, i)print(dir)if not os.path.exists(dir):os.mkdir(dir)# indices = [0, 0, 0, ..., 0]用来记录每个标签对应的图片数量indices = [0 for x in range(0, 10)]for i in range(images_train_count):new_image = Image.new("L", (cols, rows))# 遍历new_image 进行赋值for r in range(rows):for c in range(cols):new_image.putpixel((r, c), int(mnist.train.images[i][c + r * cols]))# 获取第i张训练图片对应的标签label = labels[i]image_save_path = "%s/%s/%s.bmp" % (save_dir, label,indices[label])indices[label] += 1new_image.save(image_save_path)# 打印保存进度if ((i + 1) % 50) == 0:print("图片保存进度: 已保存%d张，共需保存%d张" % (i + 1, images_train_count))else:print("图片数量与标签数量不一致!")if __name__ == '__main__':mnist_dir = "E:/PythonSourceCode/TensorflowLearning/Mnist_Data"save_dir = "E:/PythonSourceCode/TensorflowLearning/Mnist_Data_TrainImages"extract_mnist(mnist_dir, save_dir)

最终提取出来的结果如下：

文件夹0下对应的图片为:

可以看到，各种形状的’0’都有。提取出来的图片在后面学习的卷积神经网络的时候会用到，所以有兴趣的可以run一下上面的代码。

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