Código de Python - Red Neuronal CNN, selección de características.

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Aula_28_Aprendizaje_RedNeuronal_CNN.py
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Pretendemos alojar en esta ruta de mi ordenador:/home/margarito/python/PetImages, el directorio PetImages, que a su vez contiene otros dos directorios con el nombre cat y dog. Los mismos contienen imagenes de gatos y perros. Vamos a construir una red neuronal convolucional, que dada la imagen en esta ruta:/home/margarito/python/imagen.jpeg, determine si pertenece a un gato, o a un perro. También s deberá mostrar la imagen.

Lo primero que debemos hacer es el código que descargará los datos.

# Descargar el archivo de datos
url = "https://download.microsoft.com/download/3/E/1/3E1C3F21-ECDB-4869-8368-6DEBA77B919F/kagglecatsanddogs_5340.zip"
filename = "kagglecatsanddogs_5340.zip"
r = requests.get(url)
with open(filename, 'wb') as f:
f.write(r.content).
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Las partes del ejercicio a resaltar, son las siguientes:

En general, este ejercicio describe el proceso completo de implementación de una red neuronal convolucional (CNN) usando TensorFlow para clasificar imágenes de gatos y perros. A continuación se presenta un resumen de las partes más importantes:

1. Configuración Inicial y Descarga de Datos.
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Se importa TensorFlow y otras bibliotecas necesarias.
Se descarga el dataset de gatos y perros desde una URL proporcionada y se descomprime en el directorio de trabajo.

2. Preparación de los Datos.
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Verificación de Imágenes: Se recorren las carpetas de imágenes para verificar que no haya archivos corruptos y se eliminan los que no son válidos.
Organización del Directorio: Se aseguran que las carpetas para las categorías cat y dog existan en el directorio base.

3. Preprocesamiento de los Datos.
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Se utiliza ImageDataGenerator para realizar una reescalado de las imágenes y dividir el conjunto de datos en entrenamiento y validación.
Generadores de Datos: Se crean generadores de datos para el conjunto de entrenamiento y de validación, especificando
el tamaño de las imágenes, el tamaño del batch, y el modo de clasificación binaria.

4. Construcción del Modelo CNN.
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Se define una arquitectura secuencial de la red neuronal con capas de:
Convolución: Tres capas convolucionales con activación ReLU.
Max-Pooling: Después de cada capa convolucional.
Flatten: Para convertir los mapas de características 2D a un vector 1D.
Densa: Una capa densa con 512 neuronas y activación ReLU.
Dropout: Con una tasa del 50% para reducir el sobreajuste.
Salida: Una capa de salida con activación sigmoide para la clasificación binaria.

5. Compilación del Modelo.
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El modelo se compila utilizando el optimizador Adam y la función de pérdida de binary_crossentropy, con métrica de precisión.

6. Entrenamiento del Modelo.
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El modelo se entrena durante 10 épocas utilizando los generadores de datos creados anteriormente.
Se calculan los pasos por época basados en el tamaño del conjunto de entrenamiento y validación.

7. Evaluación del Modelo.
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Se evalúa el modelo usando el conjunto de validación y se imprime la precisión de validación.

8. Predicción de Nuevas Imágenes.
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Se carga una nueva imagen, se preprocesa y se realiza una predicción utilizando el modelo entrenado.
Se muestra la imagen junto con la predicción (gato o perro).

9- Características del EQUIPO donde se realizó el ejercicio.
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El ejercicio fue realizado en una plataforma Linux.
Con el sistema operativo Ubuntu 20.04.6 LTS.
Editado con Sublime text.

El adware del mismo es:
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Intel® Core™ i5-10400 CPU @ 2.90GHz × 12
Intel® UHD Graphics 630 (CML GT2)

Para llegar a esta exactitud o accuracy
157/157 [==============================] - 9s 56ms/step - loss: 0.8151 - accuracy: 0.8177
Validation accuracy: 81.77%, tardamos 2258.9 segundos.

Como se puede apreciar, mucho tiempo de ejecución, y muy forzado el equipo a dedicación completa.

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Ejecución bajo consola Linux:
python3 Aula_28_Aprendizaje_RedNeuronal_CNN.py.
Quien desee salvar el modelo, para experimentar con él
puede hacerlo añadiendo esta línea de código
a continuación del proceso de compilación:
# Guardar el modelo
model.save('modelo_cnn_gatos_perros.h5')
# Guarda en formato HDF5, indicando la ruta de tu ordenador donde se desee salvarlo.