1.利用Pytorch深度学习框架,根据yolov3的主干网络darknet53模型(参考下图),进行猫狗数据集的模型训练和模型推理,按下面要求完成相应代码。(76分) ①读入猫狗数据集(cat2dog),并进行必要的预处理 ②划分数据为训练集和测试集(比例自拟) ③在训练集中随机选取9张图片进行3行3列图像显示 ④构建卷积单元类封装ConvUnit,由卷积、BN、Relu激活组成 ⑤参见附图,构建yolov3的主干网络类封装DarkNet53 ⑥进行前向传播 ⑦打印输出整体模型维度结构 ⑧正确合理使用损失函数和优化器 ⑨训练集数据进行模型训练,自拟合适的超参数 ⑩模型训练完毕后,打印输出训练集准确率 ⑪打印输出测试集准确率

时间: 2024-02-19 07:02:33 浏览: 21
由于本题需要完整的代码实现,且涉及到多个部分的内容,无法在此进行完整的展示和讲解。以下是一份可能的实现代码,仅供参考: ``` import torch from torch.utils.data import DataLoader, Dataset from torchvision import transforms from torchvision.datasets import ImageFolder from torchvision.models import Darknet # 定义数据预处理 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize((256, 256)), transforms.CenterCrop((224, 224)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225]) ]) # 定义数据集 class CatDogDataset(Dataset): def __init__(self, root_dir, transform=None): self.dataset = ImageFolder(root_dir, transform=transform) def __len__(self): return len(self.dataset) def __getitem__(self, index): return self.dataset[index] # 读入数据集 train_dataset = CatDogDataset('cat2dog/train', transform=transform) test_dataset = CatDogDataset('cat2dog/test', transform=transform) # 划分训练集和测试集 train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=32, shuffle=True) # 显示部分训练集图片 import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np images, _ = iter(train_loader).next() fig, axs = plt.subplots(3, 3, figsize=(10, 10)) for i in range(3): for j in range(3): axs[i][j].imshow(np.transpose(images[i*3+j], (1, 2, 0))) axs[i][j].axis('off') plt.show() # 构建卷积单元类 class ConvUnit(torch.nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, kernel_size, stride=1, padding=0): super(ConvUnit, self).__init__() self.conv = torch.nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size, stride, padding) self.bn = torch.nn.BatchNorm2d(out_channels) self.relu = torch.nn.ReLU(inplace=True) def forward(self, x): x = self.conv(x) x = self.bn(x) x = self.relu(x) return x # 构建DarkNet53主干网络 class DarkNet53(torch.nn.Module): def __init__(self): super(DarkNet53, self).__init__() self.conv1 = ConvUnit(3, 32, 3, padding=1) self.conv2 = ConvUnit(32, 64, 3, stride=2, padding=1) self.residual1 = self._make_residual(64, 32, 64) self.conv3 = ConvUnit(64, 128, 3, stride=2, padding=1) self.residual2 = self._make_residual(128, 64, 128) self.conv4 = ConvUnit(128, 256, 3, stride=2, padding=1) self.residual3 = self._make_residual(256, 128, 256) self.conv5 = ConvUnit(256, 512, 3, stride=2, padding=1) self.residual4 = self._make_residual(512, 256, 512) self.conv6 = ConvUnit(512, 1024, 3, stride=2, padding=1) self.residual5 = self._make_residual(1024, 512, 1024) def _make_residual(self, in_channels, mid_channels, out_channels): return torch.nn.Sequential( ConvUnit(in_channels, mid_channels, 1), ConvUnit(mid_channels, out_channels, 3, padding=1), torch.nn.Identity() if in_channels == out_channels else ConvUnit(in_channels, out_channels, 1) ) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.conv2(x) x = self.residual1(x) x = self.conv3(x) x = self.residual2(x) x = self.conv4(x) x = self.residual3(x) x = self.conv5(x) x = self.residual4(x) x = self.conv6(x) x = self.residual5(x) return x # 创建DarkNet53模型实例 model = Darknet(num_classes=2, init_weights=True) # 进行前向传播 inputs, _ = iter(train_loader).next() outputs = model(inputs) # 打印模型维度结构 print(outputs.shape) # 定义损失函数和优化器 criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 训练模型 num_epochs = 10 for epoch in range(num_epochs): train_loss = 0.0 train_total = 0 train_correct = 0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() * inputs.size(0) train_total += inputs.size(0) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) train_correct += (predicted == labels).sum().item() train_accuracy = train_correct / train_total print(f'Epoch {epoch+1}/{num_epochs}, Train Loss: {train_loss/train_total:.4f}, Train Accuracy: {train_accuracy:.4f}') # 计算训练集准确率 train_total = 0 train_correct = 0 for inputs, labels in train_loader: outputs = model(inputs) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) train_total += labels.size(0) train_correct += (predicted == labels).sum().item() train_accuracy = train_correct / train_total print(f'Train Accuracy: {train_accuracy:.4f}') # 计算测试集准确率 test_total = 0 test_correct = 0 for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) test_total += labels.size(0) test_correct += (predicted == labels).sum().item() test_accuracy = test_correct / test_total print(f'Test Accuracy: {test_accuracy:.4f}') ``` 请注意,本题中的代码实现仅供参考,实际实现中可能存在错误或需要做出适当修改。如有疑问,建议参考PyTorch官方文档或相关教程进行学习。

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