pytorch resnet50 分类

### 使用 PyTorch 和 ResNet50 实现图像分类

为了使用 PyTorch 和 ResNet50 进行图像分类，主要涉及以下几个方面的工作：

#### 加载预训练的 ResNet50 模型
通过 `torchvision` 库可以直接获取到已经在 ImageNet 数据集上预先训练好的 ResNet50 模型。这使得能够快速利用其强大的特征提取能力来进行新的图像分类任务。

import torchvision.models as models

model = models.resnet50(pretrained=True).eval().cuda()

这段代码创建了一个处于评估模式下的 GPU 上运行的 ResNet50 模型实例[^1]。

#### 定义数据转换流程
对于输入图片的数据处理非常重要，因为这些操作会直接影响最终的结果质量。通常情况下，会对原始图片做尺寸调整、中心裁剪以及标准化等变换。

from torchvision import transforms

transform = transforms.Compose([
    transforms.Resize(256),
    transforms.CenterCrop(224),
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406],
                         std=[0.229, 0.224, 0.225])
])

上述代码片段展示了如何设置一系列图像增强方法组合成完整的预处理管道。

#### 构建自定义分类器
如果目标不是仅限于识别 ImageNet 中的对象类别，则可能需要修改最后一层全连接层以适应特定的任务需求——比如改变输出节点数量匹配新标签的数量。

num_ftrs = model.fc.in_features
model.fc = nn.Linear(num_ftrs, num_classes)  # 假设 num_classes 是所需的类数
if use_gpu:
    model = model.cuda()

此部分代码说明了怎样替换默认的最后一层为一个新的线性层，从而适配不同的分类数目[^2]。

#### 准备数据集和加载器
准备好自己的数据源之后，还需要将其封装进 DataLoader 对象里边去，以便后续迭代读取批次样本供训练或预测用途。

from torch.utils.data import DataLoader
from torchvision.datasets import ImageFolder

data_dir = 'path_to_dataset'
image_datasets = {x: ImageFolder(os.path.join(data_dir, x), transform=transform)
                  for x in ['train', 'val']}
dataloaders = {x: DataLoader(image_datasets[x], batch_size=4,
                             shuffle=True, num_workers=4)
               for x in ['train', 'val']}
dataset_sizes = {x: len(image_datasets[x]) for x in ['train', 'val']}
class_names = image_datasets['train'].classes

这里给出了一个例子展示怎么把本地文件夹结构中的图片组织起来作为训练/验证集合，并配置好相应的参数[^4]。

#### 训练模型
最后就是编写实际执行学习过程的部分了，在这个过程中要不断更新权重直到达到满意的性能指标为止。

criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001)

for epoch in range(num_epochs):
    running_loss = 0.0
    for inputs, labels in dataloaders['train']:
        if use_gpu:
            inputs, labels = inputs.cuda(), labels.cuda()

        optimizer.zero_grad()
        
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)
        loss.backward()
        optimizer.step()

        running_loss += loss.item() * inputs.size(0)
    
    epoch_loss = running_loss / dataset_sizes['train']
    print(f'Epoch [{epoch}/{num_epochs}], Loss: {epoch_loss:.4f}')

以上代码实现了最基本的训练逻辑，包括前向传播计算损失函数值、反向传播求解梯度并应用优化算法调整参数等一系列步骤。