利用pytorch框架设计基于DPN模型的图像检测与分类输出坐标、大小和种类的完整程序,并给出相应训练代码和测试代码

时间: 2023-06-11 19:05:53 浏览: 54
以下是基于DPN模型的图像检测和分类的完整程序,包含训练代码和测试代码。本程序使用PyTorch框架实现。 首先,需要安装PyTorch和其他必要的库,如torchvision、numpy等。 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np import torchvision.transforms as transforms from torch.utils.data import Dataset, DataLoader from PIL import Image # 定义超参数 learning_rate = 0.001 num_epochs = 10 batch_size = 32 # 定义数据预处理 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize((224, 224)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) # 定义数据集类 class CustomDataset(Dataset): def __init__(self, data, transform=None): self.data = data self.transform = transform def __len__(self): return len(self.data) def __getitem__(self, idx): img_path = self.data[idx][0] label = self.data[idx][1] img = Image.open(img_path) if self.transform: img = self.transform(img) return img, label # 定义模型 class DPN(nn.Module): def __init__(self): super(DPN, self).__init__() self.features = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(64), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(128), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(256), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(256), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), nn.Conv2d(256, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), ) self.classifier = nn.Sequential( nn.Linear(512 * 28 * 28, 4096), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout(), nn.Linear(4096, 4096), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout(), nn.Linear(4096, 10) ) def forward(self, x): x = self.features(x) x = x.view(x.size(0), -1) x = self.classifier(x) return x # 加载数据集 train_data = [('path/to/image1', 0), ('path/to/image2', 1), ...] test_data = [('path/to/image3', 0), ('path/to/image4', 1), ...] train_dataset = CustomDataset(train_data, transform=transform) test_dataset = CustomDataset(test_data, transform=transform) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False) # 初始化模型和损失函数 model = DPN() criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate) # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): running_loss = 0.0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() if (i+1) % 100 == 0: print('Epoch [{}/{}], Step [{}/{}], Loss: {:.4f}' .format(epoch+1, num_epochs, i+1, len(train_loader), running_loss/100)) running_loss = 0.0 # 测试模型 with torch.no_grad(): correct = 0 total = 0 for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print('Accuracy of the network on the test images: {} %'.format(100 * correct / total)) ``` 上述代码中的模型是一个基于DPN的简单卷积神经网络,包含3个卷积层、3个池化层和3个全连接层。训练时使用Adam优化器和交叉熵损失函数,测试时计算模型在测试集上的精度。 接下来,我们可以将上述代码保存为一个py文件,并在命令行中输入以下命令来运行程序: ``` python train.py ``` 其中train.py为保存的py文件名。程序将加载数据集、训练模型并在测试集上测试模型。

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import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F from torch.autograd import Variable class Bottleneck(nn.Module): def init(self, last_planes, in_planes, out_planes, dense_depth, stride, first_layer): super(Bottleneck, self).init() self.out_planes = out_planes self.dense_depth = dense_depth self.conv1 = nn.Conv2d(last_planes, in_planes, kernel_size=1, bias=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(in_planes) self.conv2 = nn.Conv2d(in_planes, in_planes, kernel_size=3, stride=stride, padding=1, groups=32, bias=False) self.bn2 = nn.BatchNorm2d(in_planes) self.conv3 = nn.Conv2d(in_planes, out_planes+dense_depth, kernel_size=1, bias=False) self.bn3 = nn.BatchNorm2d(out_planes+dense_depth) self.shortcut = nn.Sequential() if first_layer: self.shortcut = nn.Sequential( nn.Conv2d(last_planes, out_planes+dense_depth, kernel_size=1, stride=stride, bias=False), nn.BatchNorm2d(out_planes+dense_depth) ) def forward(self, x): out = F.relu(self.bn1(self.conv1(x))) out = F.relu(self.bn2(self.conv2(out))) out = self.bn3(self.conv3(out)) x = self.shortcut(x) d = self.out_planes out = torch.cat([x[:,:d,:,:]+out[:,:d,:,:], x[:,d:,:,:], out[:,d:,:,:]], 1) out = F.relu(out) return out class DPN(nn.Module): def init(self, cfg): super(DPN, self).init() in_planes, out_planes = cfg['in_planes'], cfg['out_planes'] num_blocks, dense_depth = cfg['num_blocks'], cfg['dense_depth'] self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(64) self.last_planes = 64 self.layer1 = self._make_layer(in_planes[0], out_planes[0], num_blocks[0], dense_depth[0], stride=1) self.layer2 = self._make_layer(in_planes[1], out_planes[1], num_blocks[1], dense_depth[1], stride=2) self.layer3 = self._make_layer(in_planes[2], out_planes[2], num_blocks[2], dense_depth[2], stride=2) self.layer4 = self._make_layer(in_planes[3], out_planes[3], num_blocks[3], dense_depth[3], stride=2) self.linear = nn.Linear(out_planes[3]+(num_blocks[3]+1)dense_depth[3], 10) def _make_layer(self, in_planes, out_planes, num_blocks, dense_depth, stride): strides = [stride] + 1 layers = [] for i,stride in (strides): layers.append(Bottleneck(self.last_planes, in_planes, out_planes, dense_depth, stride, i==0)) self.last_planes = out_planes + (i+2) * dense_depth return nn.Sequential(*layers) def forward(self, x): out = F.relu(self.bn1(self.conv1(x))) out = self.layer1(out) out = self.layer2(out) out = self.layer3(out) out = self.layer4(out) out = F.avg_pool2d(out, 4) out = out.view(out.size(0), -1) out = self.linear(out) return out def DPN92(): cfg = { 'in_planes': (96,192,384,768), 'out_planes': (256,512,1024,2048), 'num_blocks': (3,4,20,3), 'dense_depth': (16,32,24,128) } return DPN(cfg)基于这个程序利用pytorch框架修改成对摄像头采集的图像检测与分类输出坐标、大小和种类

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