写一个基于pytorch框架的cnn图片识别的代码,并且详细解释
时间: 2024-02-22 08:57:27 浏览: 135
html网页版基于卷积神经网络识别食材-含逐行注释和说明文档-不含图片数据集(需自行搜集图片到指定文件夹下).zip
好的,下面是一个基于PyTorch框架的CNN图片识别的代码,以手写数字MNIST数据集为例:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from torch.utils.data import DataLoader
from torchvision import datasets, transforms
# 定义超参数
batch_size = 64
learning_rate = 0.01
num_epochs = 10
# 数据预处理,将图像转换为张量并标准化
transform = transforms.Compose([
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,))
])
# 加载MNIST数据集
train_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=True, download=True, transform=transform)
test_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=False, download=True, transform=transform)
# 定义数据加载器
train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True)
test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False)
# 定义CNN模型
class Net(nn.Module):
def __init__(self):
super(Net, self).__init__()
self.conv1 = nn.Conv2d(1, 10, kernel_size=5)
self.conv2 = nn.Conv2d(10, 20, kernel_size=5)
self.fc1 = nn.Linear(320, 50)
self.fc2 = nn.Linear(50, 10)
def forward(self, x):
x = nn.functional.relu(nn.functional.max_pool2d(self.conv1(x), 2))
x = nn.functional.relu(nn.functional.max_pool2d(self.conv2(x), 2))
x = x.view(-1, 320)
x = nn.functional.relu(self.fc1(x))
x = self.fc2(x)
return nn.functional.log_softmax(x, dim=1)
# 实例化模型和损失函数
model = Net()
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
# 定义优化器
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=learning_rate)
# 训练模型
for epoch in range(num_epochs):
for i, (images, labels) in enumerate(train_loader):
optimizer.zero_grad()
outputs = model(images)
loss = criterion(outputs, labels)
loss.backward()
optimizer.step()
if (i+1) % 100 == 0:
print('Epoch [{}/{}], Step [{}/{}], Loss: {:.4f}'
.format(epoch+1, num_epochs, i+1, len(train_loader), loss.item()))
# 测试模型
with torch.no_grad():
correct = 0
total = 0
for images, labels in test_loader:
outputs = model(images)
_, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
total += labels.size(0)
correct += (predicted == labels).sum().item()
print('Accuracy of the model on the 10000 test images: {} %'.format(100 * correct / total))
```
这个代码实现了一个包含两个卷积层和两个全连接层的CNN模型,用于识别手写数字MNIST数据集中的数字。在训练过程中,模型使用交叉熵损失函数和随机梯度下降优化器进行优化。在测试过程中,模型计算其在测试数据集上的准确率。
需要注意的是,在定义CNN模型时,需要继承`nn.Module`类并实现`__init__`和`forward`方法。在`__init__`方法中定义模型的层,并在`forward`方法中实现模型的前向传播过程。在训练过程中,需要在每个epoch中遍历训练数据集,并使用`optimizer.zero_grad()`、`loss.backward()`和`optimizer.step()`方法来计算和更新模型参数。在测试过程中,需要使用`torch.no_grad()`上下文管理器来关闭梯度计算,并计算模型在测试数据集上的准确率。
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