pytorch VGG11识别cifar10数据集(训练+预测单张输入图片操作)


Posted in Python onJune 24, 2020

首先这是VGG的结构图,VGG11则是红色框里的结构,共分五个block,如红框中的VGG11第一个block就是一个conv3-64卷积层:

pytorch VGG11识别cifar10数据集(训练+预测单张输入图片操作)

一,写VGG代码时,首先定义一个 vgg_block(n,in,out)方法,用来构建VGG中每个block中的卷积核和池化层:

pytorch VGG11识别cifar10数据集(训练+预测单张输入图片操作)

n是这个block中卷积层的数目,in是输入的通道数,out是输出的通道数

有了block以后,我们还需要一个方法把形成的block叠在一起,我们定义这个方法叫vgg_stack:

def vgg_stack(num_convs, channels): # vgg_net = vgg_stack((1, 1, 2, 2, 2), ((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512)))


 net = []
 for n, c in zip(num_convs, channels):
  in_c = c[0]
  out_c = c[1]
  net.append(vgg_block(n, in_c, out_c))
 return nn.Sequential(*net)

右边的注释

vgg_net = vgg_stack((1, 1, 2, 2, 2), ((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512)))

里,(1, 1, 2, 2, 2)表示五个block里,各自的卷积层数目,((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512))表示每个block中的卷积层的类型,如(3,64)表示这个卷积层输入通道数是3,输出通道数是64。vgg_stack方法返回的就是完整的vgg11模型了。

接着定义一个vgg类,包含vgg_stack方法:

#vgg类
class vgg(nn.Module):
 def __init__(self):
  super(vgg, self).__init__()
  self.feature = vgg_net
  self.fc = nn.Sequential(
   nn.Linear(512, 100),
   nn.ReLU(True),
   nn.Linear(100, 10)
  )
 
 def forward(self, x):
  x = self.feature(x)
  x = x.view(x.shape[0], -1)
  x = self.fc(x)
  return x

最后:

net = vgg() #就能获取到vgg网络

那么构建vgg网络完整的pytorch代码是:

def vgg_block(num_convs, in_channels, out_channels):
 net = [nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1), nn.ReLU(True)]
 
 for i in range(num_convs - 1): # 定义后面的许多层
  net.append(nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1))
  net.append(nn.ReLU(True))
 
 net.append(nn.MaxPool2d(2, 2)) # 定义池化层
 return nn.Sequential(*net)
 
# 下面我们定义一个函数对这个 vgg block 进行堆叠
def vgg_stack(num_convs, channels): # vgg_net = vgg_stack((1, 1, 2, 2, 2), ((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512)))
 net = []
 for n, c in zip(num_convs, channels):
  in_c = c[0]
  out_c = c[1]
  net.append(vgg_block(n, in_c, out_c))
 return nn.Sequential(*net)
 
#确定vgg的类型,是vgg11 还是vgg16还是vgg19
vgg_net = vgg_stack((1, 1, 2, 2, 2), ((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512)))
#vgg类
class vgg(nn.Module):
 def __init__(self):
  super(vgg, self).__init__()
  self.feature = vgg_net
  self.fc = nn.Sequential(
   nn.Linear(512, 100),
   nn.ReLU(True),
   nn.Linear(100, 10)
  )
 def forward(self, x):
  x = self.feature(x)
  x = x.view(x.shape[0], -1)
  x = self.fc(x)
  return x
 
#获取vgg网络
net = vgg()

基于VGG11的cifar10训练代码:

import sys
import numpy as np
import torch
from torch import nn
from torch.autograd import Variable
from torchvision.datasets import CIFAR10
import torchvision.transforms as transforms
 
def vgg_block(num_convs, in_channels, out_channels):
 net = [nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1), nn.ReLU(True)]
 
 for i in range(num_convs - 1): # 定义后面的许多层
  net.append(nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1))
  net.append(nn.ReLU(True))
 
 net.append(nn.MaxPool2d(2, 2)) # 定义池化层
 return nn.Sequential(*net)
 
# 下面我们定义一个函数对这个 vgg block 进行堆叠
def vgg_stack(num_convs, channels): # vgg_net = vgg_stack((1, 1, 2, 2, 2), ((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512)))
 net = []
 for n, c in zip(num_convs, channels):
  in_c = c[0]
  out_c = c[1]
  net.append(vgg_block(n, in_c, out_c))
 return nn.Sequential(*net)
 
#vgg类
class vgg(nn.Module):
 def __init__(self):
  super(vgg, self).__init__()
  self.feature = vgg_net
  self.fc = nn.Sequential(
   nn.Linear(512, 100),
   nn.ReLU(True),
   nn.Linear(100, 10)
  )
 def forward(self, x):
  x = self.feature(x)
  x = x.view(x.shape[0], -1)
  x = self.fc(x)
  return x
 
# 然后我们可以训练我们的模型看看在 cifar10 上的效果
def data_tf(x):
 x = np.array(x, dtype='float32') / 255
 x = (x - 0.5) / 0.5
 x = x.transpose((2, 0, 1)) ## 将 channel 放到第一维,只是 pytorch 要求的输入方式
 x = torch.from_numpy(x)
 return x
 
transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),
         transforms.Normalize(mean=(0.5, 0.5, 0.5), std=(0.5, 0.5, 0.5)),
         ])
def get_acc(output, label):
 total = output.shape[0]
 _, pred_label = output.max(1)
 num_correct = (pred_label == label).sum().item()
 return num_correct / total
 
def train(net, train_data, valid_data, num_epochs, optimizer, criterion):
 if torch.cuda.is_available():
  net = net.cuda()
 for epoch in range(num_epochs):
  train_loss = 0
  train_acc = 0
  net = net.train()
  for im, label in train_data:
   if torch.cuda.is_available():
    im = Variable(im.cuda())
    label = Variable(label.cuda())
   else:
    im = Variable(im)
    label = Variable(label)
   # forward
   output = net(im)
   loss = criterion(output, label)
   # forward
   optimizer.zero_grad()
   loss.backward()
   optimizer.step()
 
   train_loss += loss.item()
   train_acc += get_acc(output, label)
 
  if valid_data is not None:
   valid_loss = 0
   valid_acc = 0
   net = net.eval()
   for im, label in valid_data:
    if torch.cuda.is_available():
     with torch.no_grad():
      im = Variable(im.cuda())
      label = Variable(label.cuda())
    else:
     with torch.no_grad():
      im = Variable(im)
      label = Variable(label)
    output = net(im)
    loss = criterion(output, label)
    valid_loss += loss.item()
    valid_acc += get_acc(output, label)
   epoch_str = (
     "Epoch %d. Train Loss: %f, Train Acc: %f, Valid Loss: %f, Valid Acc: %f, "
     % (epoch, train_loss / len(train_data),
      train_acc / len(train_data), valid_loss / len(valid_data),
      valid_acc / len(valid_data)))
  else:
   epoch_str = ("Epoch %d. Train Loss: %f, Train Acc: %f, " %
       (epoch, train_loss / len(train_data),
       train_acc / len(train_data)))
 
  # prev_time = cur_time
  print(epoch_str)
 
if __name__ == '__main__':
 # 作为实例,我们定义一个稍微简单一点的 vgg11 结构,其中有 8 个卷积层
 vgg_net = vgg_stack((1, 1, 2, 2, 2), ((3, 64), (64, 128), (128, 256), (256, 512), (512, 512)))
 print(vgg_net)
 
 train_set = CIFAR10('./data', train=True, transform=transform, download=True)
 train_data = torch.utils.data.DataLoader(train_set, batch_size=64, shuffle=True)
 test_set = CIFAR10('./data', train=False, transform=transform, download=True)
 test_data = torch.utils.data.DataLoader(test_set, batch_size=128, shuffle=False)
 
 net = vgg()
 optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=1e-1)
 criterion = nn.CrossEntropyLoss() #损失函数为交叉熵
 
 train(net, train_data, test_data, 50, optimizer, criterion)
 torch.save(net, 'vgg_model.pth')

结束后,会出现一个模型文件vgg_model.pth

二,然后网上找张图片,把图片缩成32x32,放到预测代码中,即可有预测结果出现,预测代码如下:

import torch
import cv2
import torch.nn.functional as F
from vgg2 import vgg ##重要,虽然显示灰色(即在次代码中没用到),但若没有引入这个模型代码,加载模型时会找不到模型
from torch.autograd import Variable
from torchvision import datasets, transforms
import numpy as np
 
classes = ('plane', 'car', 'bird', 'cat',
   'deer', 'dog', 'frog', 'horse', 'ship', 'truck')
if __name__ == '__main__':
 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
 model = torch.load('vgg_model.pth') # 加载模型
 model = model.to(device)
 model.eval() # 把模型转为test模式
 
 img = cv2.imread("horse.jpg") # 读取要预测的图片
 trans = transforms.Compose(
  [
   transforms.ToTensor(),
   transforms.Normalize(mean=(0.5, 0.5, 0.5), std=(0.5, 0.5, 0.5))
  ])
 
 img = trans(img)
 img = img.to(device)
 img = img.unsqueeze(0) # 图片扩展多一维,因为输入到保存的模型中是4维的[batch_size,通道,长,宽],而普通图片只有三维,[通道,长,宽]
 # 扩展后,为[1,1,28,28]
 output = model(img)
 prob = F.softmax(output,dim=1) #prob是10个分类的概率
 print(prob)
 value, predicted = torch.max(output.data, 1)
 print(predicted.item())
 print(value)
 pred_class = classes[predicted.item()]
 print(pred_class)
 
 # prob = F.softmax(output, dim=1)
 # prob = Variable(prob)
 # prob = prob.cpu().numpy() # 用GPU的数据训练的模型保存的参数都是gpu形式的,要显示则先要转回cpu,再转回numpy模式
 # print(prob) # prob是10个分类的概率
 # pred = np.argmax(prob) # 选出概率最大的一个
 # # print(pred)
 # # print(pred.item())
 # pred_class = classes[pred]
 # print(pred_class)

缩成32x32的图片:

pytorch VGG11识别cifar10数据集(训练+预测单张输入图片操作)

运行结果:

pytorch VGG11识别cifar10数据集(训练+预测单张输入图片操作)

以上这篇pytorch VGG11识别cifar10数据集(训练+预测单张输入图片操作)就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
浅析Python中的for 循环
Jun 09 Python
Python正则捕获操作示例
Aug 19 Python
Python有序查找算法之二分法实例分析
Dec 11 Python
python2.7安装图文教程
Mar 13 Python
python图像处理入门(一)
Apr 04 Python
python机器学习实现决策树
Nov 11 Python
python @propert装饰器使用方法原理解析
Dec 25 Python
Python xlrd excel文件操作代码实例
Mar 10 Python
Python第三方包之DingDingBot钉钉机器人
Apr 09 Python
Python基于正则表达式实现计算器功能
Jul 13 Python
Python 流媒体播放器的实现(基于VLC)
Apr 28 Python
一起来学习Python的元组和列表
Mar 13 Python
Python Tornado核心及相关原理详解
Jun 24 #Python
如何使用Python处理HDF格式数据及可视化问题
Jun 24 #Python
pytorch SENet实现案例
Jun 24 #Python
利用PyTorch实现VGG16教程
Jun 24 #Python
python安装读取grib库总结(推荐)
Jun 24 #Python
Pytorch mask-rcnn 实现细节分享
Jun 24 #Python
在Pytorch中使用Mask R-CNN进行实例分割操作
Jun 24 #Python
You might like
php5编程中的异常处理详细方法介绍
2008/07/29 PHP
gd库图片下载类实现下载网页所有图片的php代码
2012/08/20 PHP
php实现的三个常用加密解密功能函数示例
2017/11/06 PHP
ThinkPHP框架实现的邮箱激活功能示例
2018/06/15 PHP
JS解密入门 最终变量劫持
2008/06/25 Javascript
利用JS自动打开页面上链接的实现代码
2011/09/25 Javascript
JS根据生日算年龄的方法
2015/05/05 Javascript
jQuery实现为控件添加水印文字效果(附源码)
2015/12/02 Javascript
分享两段简单的JS代码防止SQL注入
2016/04/12 Javascript
webpack+vue.js快速入门教程
2016/10/12 Javascript
详解Nodejs之npm&package.json
2017/06/15 NodeJs
vue组件初学_弹射小球(实例讲解)
2017/09/06 Javascript
vue 自定义 select内置组件
2018/04/10 Javascript
详解在React项目中安装并使用Less(用法总结)
2019/03/18 Javascript
深入解析koa之异步回调处理
2019/06/17 Javascript
element-ui tooltip修改背景颜色和箭头颜色的实现
2019/12/16 Javascript
Vue使用富文本编辑器Vue-Quill-Editor(含图片自定义上传服务、清除复制粘贴样式等)
2020/05/15 Javascript
解决iView Table组件宽度只变大不变小的问题
2020/11/13 Javascript
Python查找函数f(x)=0根的解决方法
2015/05/07 Python
Python爬取qq music中的音乐url及批量下载
2017/03/23 Python
利用python将xml文件解析成html文件的实现方法
2017/12/22 Python
详解如何利用Cython为Python代码加速
2018/01/27 Python
Python之reload流程实例代码解析
2018/01/29 Python
从DataFrame中提取出Series或DataFrame对象的方法
2018/11/10 Python
Python 实现交换矩阵的行示例
2019/06/26 Python
django 信号调度机制详解
2019/07/19 Python
static全局变量与普通的全局变量有什么区别?static局部变量和普通局部变量有什么区别?static函数与普通函数有什么区别?
2015/02/22 面试题
驾驶员培训方案
2014/05/01 职场文书
超市创意活动方案
2014/08/15 职场文书
2014年教师节演讲稿范文
2014/09/10 职场文书
感恩母亲节活动总结
2015/02/10 职场文书
研究生论文答辩开场白
2015/05/27 职场文书
2015年入党积极分子培养考察意见
2015/08/12 职场文书
《卖火柴的小女孩》教学反思
2016/02/19 职场文书
Mysql中调试存储过程最简单的方法
2021/06/30 MySQL
Python使用OpenCV实现虚拟缩放效果
2022/02/28 Python