PyTorch Demo-1 : CIFAR-10 分类模型

2024-09-05 01:38
文章标签 分类 模型 pytorch demo cifar

本文主要是介绍PyTorch Demo-1 : CIFAR-10 分类模型,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

PyTorch >= 1.0

Python 3

1. Data

1.1 CIFAR-10 数据

CIFAR-10 官方下载 ,下载为 cifar-10-python.tar.gz

解压缩文件包含:

‘batches.meta’,‘data_batch_1’,‘data_batch_2’,‘data_batch_3’,‘data_batch_4’,‘data_batch_5’,‘test_batch’

由官方代码读取,其中 batches.meta 中为描述内容 data_batch_* 为训练集,test_batch 为测试集

读取数据:

def unpickle(file):import picklewith open(file, 'rb') as fo:dict = pickle.load(fo, encoding='bytes')return dict

数据显示:以测试数据为例,单个数据维度为(3072,)

data = unpickle('test_batch')
"""
data.keys():[b'batch_label', b'labels', b'data', b'filenames']
"""
# 获取单个数据
img = data[b'data'][0].reshape(3, 32, 32).transpose(1, 2, 0)
fname = data[b'filenames'][0]
label = data[b'label'][0]
"""
图片显示: plt.imshow(img)
fname: b'domestic_cat_s_000907.png'
label: 3
"""

1.2 构造Dataset

torchvision 有自带的函数 torchvision.datasets.CIFAR10() 可直接处理CIFAR10数据,此处采用自定义数据集的方式,需要继承 torch.utils.data 下的 dataset.Dataset ,重写 __init__()__getitem__()__len__() 函数,具体设计根据数据来。如果数据是按照文件夹分好的可以直接使用 torchvision.datasets.ImageFolder() ,详见官网 。

from torch.utils.data import dataset
from torchvision import transforms
import numpy as np
import os
import timeclass CIFAR10(dataset.Dataset):def __init__(self, mode):assert mode in ['train', 'test'], print('mode must be "train" or "test"')data_root = './data/cifar-10-batches-py/' # 文件目录data_files = {'train': ['data_batch_1', 'data_batch_2', 'data_batch_3', 'data_batch_4', 'data_batch_5'],'test': ['test_batch']}self.imgs = Noneself.labels = []# self.class_names = self._unpickle(os.path.join(data_root, 'batches.meta'))[b'label_names]for f in data_files[mode]:data_dict = self._unpickle(os.path.join(data_root, f))data = data_dict[b'data'].reshape(-1, 3, 32, 32).transpose(0, 2, 3, 1)if self.imgs is None:self.imgs = dataelse:self.imgs = np.vstack((self.imgs, data))self.labels += data_dict[b'labels']if mode == 'train':# 训练集加入随机翻转, 数据增强self.trans = transforms.Compose([transforms.ToPILImage(),transforms.RandomHorizontalFlip(),transforms.ToTensor(),transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225])])else:self.trans = transforms.Compose([transforms.ToPILImage(),transforms.ToTensor(),transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225])])def __getitem__(self, index):img = self.imgs[index]label = self.labels[index]img = self.trans(img)return img, labeldef __len__(self):return len(self.labels)def _unpickle(file):import picklewith open(file, 'rb') as fo:dict = pickle.load(fo, encoding='bytes')return dict

2. Model

PyTorch定义模型需要继承nn.Module ,重写 __init__()forward() 函数直接在初始中定义网络需要的结构,前向传播函数定义执行的顺序。此处模型参考 《Binary Classification from Positive Data with Skewed Confidence》 ,在CIFAR10数据集准确率 75% 左右。

import torch
import torch.nn as nnclass CIFAR10_Net(nn.Module):def __init__(self, num_classes=10):super().__init__()self.feature = nn.Sequential(nn.Conv2d(3, 18, kernel_size=5, padding=2, stride=1),nn.ReLU(True),nn.MaxPool2d(2, 2),nn.Conv2d(18, 48, kernel_size=5, padding=2, stride=1),nn.ReLU(True),nn.MaxPool2d(2, 2))self.fc = nn.Sequential(nn.Linear(48*8*8, 800),nn.ReLU(True),nn.Linear(800, 400),nn.ReLU(True),nn.Linear(400, num_classes))def forward(self, x):out = self.feature(x)out = out.view(out.size(0), -1)out = self.fc(out)return out

3. Train

3.1 初始设置

设置是否使用GPU,以及每个批次的个数和训练次数。

device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
batch_size = 64
total_epoch = 10
best_acc = 0.
3.2 损失函数、优化器等…

损失函数采用交叉熵函数,优化器使用SGD,scheduler 为学习率衰减,设置每 8 个epoch学习率变为 l r ∗ g a m m a lr * gamma lrgamma

import torch.nn as nn
import torch.optim as optim# model
model = CIFAR10_Net(10).to(device)
# loss
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
# optimizer
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, weight_decay=3e-4, momentum=0.9)
scheduler = optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size=8, gamma=0.1)
3.3 DataLoader

DataLoader 用于加载数据集,num_workers 为多线程设置,默认为0,pin_memory 为锁页内存,设置为True,则意味着生成的Tensor数据最开始是属于内存中的锁页内存,这样将内存的Tensor转义到GPU的显存就会更快一些,如果内存不足则False。

from torch.utils.data import DataLoadertrainloader = DataLoader(dataset=CIFAR10('train'), batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=0, pin_memory=True)
testloader = DataLoader(dataset=CIFAR10('test'), batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=0, pin_memory=True)
3.4 Train & Test & Save model
def train():model.train()running_loss = 0.running_correct = 0.data_length = 0t1 = time.time()for i, (data, label) in enumerate(trainloader):data, label = data.to(device), label.to(device)# defaultoptimizer.zero_grad()out = model(data)loss = criterion(out, label)loss.backward()optimizer.step()# print infodata_length += data.size(0)running_loss += loss.item() * data.size(0) / data_length_, pred = torch.max(out, 1)running_correct += pred.eq(label).sum().item()acc = running_correct / data_lengthprint('Loss:{:.4f}, Acc@1:{:.4f}, time:{:.2f}'.format(running_loss, acc, time.time() - t1), end=' -> ')
def test(epoch):model.eval()running_loss = 0.running_correct = 0.data_length = 0with torch.no_grad():for i, (data, label) in enumerate(testloader):data, label = data.to(device), label.to(device)# defaultout = model(data)loss = criterion(out, label)data_length += data.size(0)running_loss += loss.item() * data.size(0) / data_length_, pred = torch.max(out, 1)running_correct += pred.eq(label).sum().item()acc = running_correct / data_lengthprint('TestLoss:{:.4f}, Acc@1:{:.4f}'.format(running_loss, acc), end=' ')# save modelglobal best_accif acc > best_acc:best_acc = accstate = {'net': model.state_dict(),'epoch': epoch,'best_acc': best_acc}torch.save(state, 'ckpt.pth')print('*')else:print()
3.5 Main
t1 = time.time()
for epoch in range(total_epoch):print('epoch[{:>3}/{:>3}]'.format(epoch, total_epoch), end=' ')train()scheduler.step()test(epoch)t = time.time() - t1
print('\ntotal time:{}min{:.2f}s, best_acc:{:.4f}'.format(t//60, t%60, best_acc))

训练曲线:

train_epoch
test_epoch

Reference:

[1] TRANSFER LEARNING FOR COMPUTER VISION TUTORIAL .

[2] PYTORCH DOCUMENTATION .

[3] The CIFAR-10 dataset .

这篇关于PyTorch Demo-1 : CIFAR-10 分类模型的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1137605

相关文章

Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细教程(2024年最新)

《Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细教程(2024年最新)》:本文主要介绍Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细的相关资料,包括开通模型、配置APIKEY鉴权和SD... 目录豆包大模型概述开通模型付费安装 SDK 环境配置 API KEY 鉴权Ark 模型接口Prompt

大模型研发全揭秘:客服工单数据标注的完整攻略

在人工智能(AI)领域,数据标注是模型训练过程中至关重要的一步。无论你是新手还是有经验的从业者,掌握数据标注的技术细节和常见问题的解决方案都能为你的AI项目增添不少价值。在电信运营商的客服系统中,工单数据是客户问题和解决方案的重要记录。通过对这些工单数据进行有效标注,不仅能够帮助提升客服自动化系统的智能化水平,还能优化客户服务流程,提高客户满意度。本文将详细介绍如何在电信运营商客服工单的背景下进行

基于人工智能的图像分类系统

目录 引言项目背景环境准备 硬件要求软件安装与配置系统设计 系统架构关键技术代码示例 数据预处理模型训练模型预测应用场景结论 1. 引言 图像分类是计算机视觉中的一个重要任务,目标是自动识别图像中的对象类别。通过卷积神经网络(CNN)等深度学习技术,我们可以构建高效的图像分类系统,广泛应用于自动驾驶、医疗影像诊断、监控分析等领域。本文将介绍如何构建一个基于人工智能的图像分类系统,包括环境

认识、理解、分类——acm之搜索

普通搜索方法有两种:1、广度优先搜索;2、深度优先搜索; 更多搜索方法: 3、双向广度优先搜索; 4、启发式搜索(包括A*算法等); 搜索通常会用到的知识点:状态压缩(位压缩,利用hash思想压缩)。

Andrej Karpathy最新采访:认知核心模型10亿参数就够了,AI会打破教育不公的僵局

夕小瑶科技说 原创  作者 | 海野 AI圈子的红人,AI大神Andrej Karpathy,曾是OpenAI联合创始人之一,特斯拉AI总监。上一次的动态是官宣创办一家名为 Eureka Labs 的人工智能+教育公司 ,宣布将长期致力于AI原生教育。 近日,Andrej Karpathy接受了No Priors(投资博客)的采访,与硅谷知名投资人 Sara Guo 和 Elad G

Retrieval-based-Voice-Conversion-WebUI模型构建指南

一、模型介绍 Retrieval-based-Voice-Conversion-WebUI(简称 RVC)模型是一个基于 VITS(Variational Inference with adversarial learning for end-to-end Text-to-Speech)的简单易用的语音转换框架。 具有以下特点 简单易用:RVC 模型通过简单易用的网页界面,使得用户无需深入了

透彻!驯服大型语言模型(LLMs)的五种方法,及具体方法选择思路

引言 随着时间的发展,大型语言模型不再停留在演示阶段而是逐步面向生产系统的应用,随着人们期望的不断增加,目标也发生了巨大的变化。在短短的几个月的时间里,人们对大模型的认识已经从对其zero-shot能力感到惊讶,转变为考虑改进模型质量、提高模型可用性。 「大语言模型(LLMs)其实就是利用高容量的模型架构(例如Transformer)对海量的、多种多样的数据分布进行建模得到,它包含了大量的先验

图神经网络模型介绍(1)

我们将图神经网络分为基于谱域的模型和基于空域的模型,并按照发展顺序详解每个类别中的重要模型。 1.1基于谱域的图神经网络         谱域上的图卷积在图学习迈向深度学习的发展历程中起到了关键的作用。本节主要介绍三个具有代表性的谱域图神经网络:谱图卷积网络、切比雪夫网络和图卷积网络。 (1)谱图卷积网络 卷积定理:函数卷积的傅里叶变换是函数傅里叶变换的乘积,即F{f*g}

秋招最新大模型算法面试,熬夜都要肝完它

💥大家在面试大模型LLM这个板块的时候,不知道面试完会不会复盘、总结,做笔记的习惯,这份大模型算法岗面试八股笔记也帮助不少人拿到过offer ✨对于面试大模型算法工程师会有一定的帮助,都附有完整答案,熬夜也要看完,祝大家一臂之力 这份《大模型算法工程师面试题》已经上传CSDN,还有完整版的大模型 AI 学习资料,朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费

【生成模型系列(初级)】嵌入(Embedding)方程——自然语言处理的数学灵魂【通俗理解】

【通俗理解】嵌入(Embedding)方程——自然语言处理的数学灵魂 关键词提炼 #嵌入方程 #自然语言处理 #词向量 #机器学习 #神经网络 #向量空间模型 #Siri #Google翻译 #AlexNet 第一节:嵌入方程的类比与核心概念【尽可能通俗】 嵌入方程可以被看作是自然语言处理中的“翻译机”,它将文本中的单词或短语转换成计算机能够理解的数学形式,即向量。 正如翻译机将一种语言