用c语言写出LeNet-5

时间: 2024-03-08 16:48:30 浏览: 41
LeNet-5是一种经典的卷积神经网络结构,下面是用C语言实现的LeNet-5代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define WIDTH 32 #define HEIGHT 32 #define CHANNELS 1 #define CONV1_FILTER_SIZE 5 #define CONV1_FILTER_NUM 6 #define CONV1_PADDING 0 #define CONV1_STRIDE 1 #define POOL1_SIZE 2 #define POOL1_STRIDE 2 #define CONV2_FILTER_SIZE 5 #define CONV2_FILTER_NUM 16 #define CONV2_PADDING 0 #define CONV2_STRIDE 1 #define POOL2_SIZE 2 #define POOL2_STRIDE 2 #define FC1_SIZE 120 #define FC2_SIZE 84 #define OUTPUT_SIZE 10 float relu(float x) { return x > 0 ? x : 0; } float sigmoid(float x) { return 1 / (1 + expf(-x)); } void conv(float *input, float *output, float *filter, int input_w, int input_h, int input_c, int filter_w, int filter_h, int filter_n, int stride, int padding) { int output_w = (input_w - filter_w + 2 * padding) / stride + 1; int output_h = (input_h - filter_h + 2 * padding) / stride + 1; int output_size = output_w * output_h * filter_n; for (int i = 0; i < output_size; i++) { output[i] = 0; } for (int n = 0; n < filter_n; n++) { for (int y = 0; y < output_h; y++) { for (int x = 0; x < output_w; x++) { for (int c = 0; c < input_c; c++) { for (int fy = 0; fy < filter_h; fy++) { for (int fx = 0; fx < filter_w; fx++) { int ix = x * stride + fx - padding; int iy = y * stride + fy - padding; if (ix >= 0 && ix < input_w && iy >= 0 && iy < input_h) { output[(n * output_h + y) * output_w + x] += input[(c * input_h + iy) * input_w + ix] * filter[(n * input_c + c) * filter_h * filter_w + fy * filter_w + fx]; } } } } } } } } void pool(float *input, float *output, int input_w, int input_h, int input_c, int size, int stride) { int output_w = (input_w - size) / stride + 1; int output_h = (input_h - size) / stride + 1; int output_size = output_w * output_h * input_c; for (int i = 0; i < output_size; i++) { output[i] = 0; } for (int c = 0; c < input_c; c++) { for (int y = 0; y < output_h; y++) { for (int x = 0; x < output_w; x++) { float max_val = input[(c * input_h + y * stride) * input_w + x * stride]; for (int fy = 0; fy < size; fy++) { for (int fx = 0; fx < size; fx++) { int ix = x * stride + fx; int iy = y * stride + fy; if (ix < input_w && iy < input_h) { float val = input[(c * input_h + iy) * input_w + ix]; if (val > max_val) { max_val = val; } } } } output[(c * output_h + y) * output_w + x] = max_val; } } } } void fc(float *input, float *output, float *weight, float *bias, int input_size, int output_size) { for (int i = 0; i < output_size; i++) { output[i] = 0; } for (int i = 0; i < output_size; i++) { for (int j = 0; j < input_size; j++) { output[i] += input[j] * weight[i * input_size + j]; } output[i] += bias[i]; } } int argmax(float *output, int size) { int max_index = 0; float max_val = output[0]; for (int i = 1; i < size; i++) { if (output[i] > max_val) { max_index = i; max_val = output[i]; } } return max_index; } int main() { float input[WIDTH * HEIGHT * CHANNELS]; float conv1_output[(WIDTH - CONV1_FILTER_SIZE + 2 * CONV1_PADDING) / CONV1_STRIDE + 1][(HEIGHT - CONV1_FILTER_SIZE + 2 * CONV1_PADDING) / CONV1_STRIDE + 1][CONV1_FILTER_NUM]; float pool1_output[(WIDTH - CONV1_FILTER_SIZE + 2 * CONV1_PADDING) / CONV1_STRIDE / POOL1_STRIDE + 1][(HEIGHT - CONV1_FILTER_SIZE + 2 * CONV1_PADDING) / CONV1_STRIDE / POOL1_STRIDE + 1][CONV1_FILTER_NUM]; float conv2_output[(pool1_output_w - CONV2_FILTER_SIZE + 2 * CONV2_PADDING) / CONV2_STRIDE + 1][(pool1_output_h - CONV2_FILTER_SIZE + 2 * CONV2_PADDING) / CONV2_STRIDE + 1][CONV2_FILTER_NUM]; float pool2_output[(pool1_output_w - CONV2_FILTER_SIZE + 2 * CONV2_PADDING) / CONV2_STRIDE / POOL2_STRIDE + 1][(pool1_output_h - CONV2_FILTER_SIZE + 2 * CONV2_PADDING) / CONV2_STRIDE / POOL2_STRIDE + 1][CONV2_FILTER_NUM]; float fc1_output[FC1_SIZE]; float fc2_output[FC2_SIZE]; float output[OUTPUT_SIZE]; float conv1_filter[CONV1_FILTER_NUM * CHANNELS * CONV1_FILTER_SIZE * CONV1_FILTER_SIZE]; float conv1_bias[CONV1_FILTER_NUM]; float conv2_filter[CONV2_FILTER_NUM * CONV1_FILTER_NUM * CONV2_FILTER_SIZE * CONV2_FILTER_SIZE]; float conv2_bias[CONV2_FILTER_NUM]; float fc1_weight[FC1_SIZE * (pool2_output_w / POOL1_SIZE / POOL2_SIZE) * (pool2_output_h / POOL1_SIZE / POOL2_SIZE) * CONV2_FILTER_NUM]; float fc1_bias[FC1_SIZE]; float fc2_weight[FC2_SIZE * FC1_SIZE]; float fc2_bias[FC2_SIZE]; // load parameters // ... // forward pass conv(input, conv1_output, conv1_filter, WIDTH, HEIGHT, CHANNELS, CONV1_FILTER_SIZE, CONV1_FILTER_SIZE, CONV1_FILTER_NUM, CONV1_STRIDE, CONV1_PADDING); for (int i = 0; i < CONV1_FILTER_NUM; i++) { for (int j = 0; j < pool1_output_h; j++) { for (int k = 0; k < pool1_output_w; k++) { pool1_output[j][k][i] = relu(conv1_output[j][k][i]); } } } conv(pool1_output, conv2_output, conv2_filter, pool1_output_w, pool1_output_h, CONV1_FILTER_NUM, CONV2_FILTER_SIZE, CONV2_FILTER_SIZE, CONV2_FILTER_NUM, CONV2_STRIDE, CONV2_PADDING); for (int i = 0; i < CONV2_FILTER_NUM; i++) { for (int j = 0; j < pool2_output_h; j++) { for (int k = 0; k < pool2_output_w; k++) { pool2_output[j][k][i] = relu(conv2_output[j][k][i]); } } } fc((float *)pool2_output, fc1_output, fc1_weight, fc1_bias, pool2_output_w / POOL1_SIZE / POOL2_SIZE * pool2_output_h / POOL1_SIZE / POOL2_SIZE * CONV2_FILTER_NUM, FC1_SIZE); for (int i = 0; i < FC1_SIZE; i++) { fc1_output[i] = relu(fc1_output[i]); } fc(fc1_output, fc2_output, fc2_weight, fc2_bias, FC1_SIZE, FC2_SIZE); for (int i = 0; i < FC2_SIZE; i++) { fc2_output[i] = sigmoid(fc2_output[i]); } fc(fc2_output, output, output_weight, output_bias, FC2_SIZE, OUTPUT_SIZE); // get prediction int prediction = argmax(output, OUTPUT_SIZE); printf("Prediction: %d\n", prediction); return 0; } ``` 注意:这只是一个示例代码,其中的参数和参数加载部分并没有实现,需要根据具体应用场景进行修改。

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