好的,下面是基于
PyTorch和
LeNet模型
实现猫狗分类的代码。我们将使用一个包含猫和狗的数据集,其中有25000张训练图像和12500张测试图像。
首先,我们需要安装
PyTorch和torchvision库:
!pip install torch torchvision
然后,我们需要下载数据集并将其拆分为训练集和测试集。你可以使用以下代码下载数据集:
!wget https://www.dropbox.com/s/0yzyf7bojd8xu9w/cat_dog_dataset.zip!unzip cat_dog_dataset.zip
接下来,我们将使用以下代码来加载数据集并进行必要的预处理:
import torchimport torchvision.transforms as transformsfrom torchvision.datasets import ImageFolder#设置数据预处理transform = transforms.Compose([transforms.Resize((32, 32)),transforms.ToTensor(),transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5))])#加载数据集train_dataset = ImageFolder('cat_dog_dataset/train', transform=transform)test_dataset = ImageFolder('cat_dog_dataset/test', transform=transform)#设置批量大小batch_size = 32#创建数据加载器train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True)test_loader = torch.utils.data.DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False)
现在我们已经准备好开始构建模型了。我们将使用经典的
LeNet-5模型,该模型适用于图像分类任务。下面是
LeNet-5模型的
实现:
import torch.nn as nnimport torch.nn.functional as FclassLeNet(nn.Module):def __init__(self):super(LeNet, self).__init__()self.conv1 = nn.Conv2d(3, 6, 5)self.pool1 = nn.MaxPool2d(2)self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 5)self.pool2 = nn.MaxPool2d(2)self.fc1 = nn.Linear(16 * 5 * 5, 120)self.fc2 = nn.Linear(120, 84)self.fc3 = nn.Linear(84, 2)def forward(self, x):x = F.relu(self.conv1(x))x = self.pool1(x)x = F.relu(self.conv2(x))x = self.pool2(x)x = x.view(-1, 16 * 5 * 5)x = F.relu(self.fc1(x))x = F.relu(self.fc2(x))x = self.fc3(x)return x
我们定义了一个包含两个
卷积层和三个全连接层的
LeNet类。我们使用ReLU激活函数来增加非线性性,并且使用最大池化层来减少空间维度。
现在,我们将实例化
LeNet类并定义我们想要使用的优化器和损失函数:
#实例化模型model =LeNet()#定义优化器和损失函数learning_rate = 0.001criterion = nn.CrossEntropyLoss()optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)
我们使用Adam优化器和交叉熵损失函数进行训练。现在,我们可以开始训练模型:
#设置训练参数num_epochs = 10total_step = len(train_loader)#训练模型for epoch in range(num_epochs):for i, (images, labels) in enumerate(train_loader):#前向传播outputs = model(images)loss = criterion(outputs, labels)#反向传播和优化optimizer.zero_grad()loss.backward()optimizer.step()#记录训练状态if (i+1) % 100 == 0:print('Epoch [{}/{}], Step [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, i+1, total_step, loss.item()))
在每个epoch中,我们遍历训练数据加载器并执行前向传播、反向传播和优化步骤。我们还打印了在每个epoch中的损失值以进行训练状态的记录。
现在,我们已经训练好了模型,我们可以在测试集上测试它的性能:
#测试模型with torch.no_grad():correct = 0total = 0for images, labels in test_loader:#前向传播outputs = model(images)_, predicted = torch.max(outputs.data, 1)total += labels.size(0)correct += (predicted == labels).sum().item()print('Test Accuracy of the model on the test images: {} %'.format(100 * correct / total))
我们计算了模型在测试集上的准确率。现在,我们已经
实现了一个基于
PyTorch和
LeNet模型的猫狗分类器。
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