写一个基于pytorch的手写英文字母识别系统,要求注释详细,,使用gpu进行训练,通过可视化的方法输出模型性能结果

时间: 2023-10-10 22:09:28 浏览: 44
好的,以下是一个基于PyTorch的手写英文字母识别系统的代码示例。其中使用了GPU来进行训练,并通过可视化的方式输出了模型的性能结果。 首先,我们需要导入必要的库和模块。 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader import torchvision.transforms as transforms from torchvision.datasets import EMNIST from sklearn.metrics import accuracy_score import matplotlib.pyplot as plt ``` 接着,我们定义一些超参数和数据集路径。 ```python # 超参数 batch_size = 32 num_epochs = 10 learning_rate = 0.001 # 数据集路径 train_path = 'emnist/byclass_train' test_path = 'emnist/byclass_test' ``` 然后,我们定义一个数据集类,用于加载数据集,并进行一些数据预处理操作。 ```python class EMNISTDataset(Dataset): def __init__(self, path, train=True): self.dataset = EMNIST(path, split='byclass', train=train, download=True, transform=transforms.Compose([ transforms.Resize((28, 28)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) ])) def __getitem__(self, index): image, target = self.dataset[index] return image, target - 1 def __len__(self): return len(self.dataset) ``` 接下来,我们创建训练集和测试集的实例。 ```python train_dataset = EMNISTDataset(train_path, train=True) test_dataset = EMNISTDataset(test_path, train=False) ``` 然后,我们定义训练集和测试集的数据加载器。 ```python train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False) ``` 接着,我们定义一个卷积神经网络模型。 ```python class ConvNet(nn.Module): def __init__(self): super(ConvNet, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 32, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.pool = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.fc1 = nn.Linear(64 * 7 * 7, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 62) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = nn.functional.relu(x) x = self.pool(x) x = self.conv2(x) x = nn.functional.relu(x) x = self.pool(x) x = x.view(-1, 64 * 7 * 7) x = self.fc1(x) x = nn.functional.relu(x) x = self.fc2(x) return x ``` 然后,我们定义损失函数和优化器。 ```python model = ConvNet().cuda() criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate) ``` 接下来,我们开始训练模型。 ```python train_losses = [] train_accs = [] test_losses = [] test_accs = [] for epoch in range(num_epochs): train_loss = 0 train_acc = 0 model.train() for images, labels in train_loader: images = images.cuda() labels = labels.cuda() optimizer.zero_grad() outputs = model(images) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() * images.size(0) train_acc += accuracy_score(torch.argmax(outputs.cpu(), 1), labels.cpu()) * images.size(0) train_loss /= len(train_loader.dataset) train_acc /= len(train_loader.dataset) train_losses.append(train_loss) train_accs.append(train_acc) test_loss = 0 test_acc = 0 model.eval() with torch.no_grad(): for images, labels in test_loader: images = images.cuda() labels = labels.cuda() outputs = model(images) loss = criterion(outputs, labels) test_loss += loss.item() * images.size(0) test_acc += accuracy_score(torch.argmax(outputs.cpu(), 1), labels.cpu()) * images.size(0) test_loss /= len(test_loader.dataset) test_acc /= len(test_loader.dataset) test_losses.append(test_loss) test_accs.append(test_acc) print('Epoch [{}/{}], Train Loss: {:.4f}, Train Acc: {:.4f}, Test Loss: {:.4f}, Test Acc: {:.4f}' .format(epoch+1, num_epochs, train_loss, train_acc, test_loss, test_acc)) ``` 最后,我们通过可视化的方式输出模型性能结果。 ```python plt.plot(train_losses, label='Train Loss') plt.plot(test_losses, label='Test Loss') plt.legend() plt.show() plt.plot(train_accs, label='Train Acc') plt.plot(test_accs, label='Test Acc') plt.legend() plt.show() ``` 这就是一个基于PyTorch的手写英文字母识别系统的代码示例。

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