使用paddle写出一个用于语义分割的FCN16s模型

时间: 2023-12-29 08:05:29 浏览: 80
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采用paddle框架自定制一维卷积神经网络对西储大学轴承数据集进行故障识别(复现于基于卷积神经网络的轴承故障诊断算法研究的论文)

好的,以下是使用PaddlePaddle实现的FCN16s模型: ```python import paddle import paddle.nn as nn class FCN16s(nn.Layer): def __init__(self, num_classes=21): super(FCN16s, self).__init__() # 第一段 self.conv1_1 = nn.Conv2D(in_channels=3, out_channels=64, kernel_size=3, padding=100) self.relu1_1 = nn.ReLU() self.conv1_2 = nn.Conv2D(in_channels=64, out_channels=64, kernel_size=3, padding=1) self.relu1_2 = nn.ReLU() self.pool1 = nn.MaxPool2D(kernel_size=2, stride=2, ceil_mode=True) # 第二段 self.conv2_1 = nn.Conv2D(in_channels=64, out_channels=128, kernel_size=3, padding=1) self.relu2_1 = nn.ReLU() self.conv2_2 = nn.Conv2D(in_channels=128, out_channels=128, kernel_size=3, padding=1) self.relu2_2 = nn.ReLU() self.pool2 = nn.MaxPool2D(kernel_size=2, stride=2, ceil_mode=True) # 第三段 self.conv3_1 = nn.Conv2D(in_channels=128, out_channels=256, kernel_size=3, padding=1) self.relu3_1 = nn.ReLU() self.conv3_2 = nn.Conv2D(in_channels=256, out_channels=256, kernel_size=3, padding=1) self.relu3_2 = nn.ReLU() self.conv3_3 = nn.Conv2D(in_channels=256, out_channels=256, kernel_size=3, padding=1) self.relu3_3 = nn.ReLU() self.pool3 = nn.MaxPool2D(kernel_size=2, stride=2, ceil_mode=True) # 第四段 self.conv4_1 = nn.Conv2D(in_channels=256, out_channels=512, kernel_size=3, padding=1) self.relu4_1 = nn.ReLU() self.conv4_2 = nn.Conv2D(in_channels=512, out_channels=512, kernel_size=3, padding=1) self.relu4_2 = nn.ReLU() self.conv4_3 = nn.Conv2D(in_channels=512, out_channels=512, kernel_size=3, padding=1) self.relu4_3 = nn.ReLU() self.pool4 = nn.MaxPool2D(kernel_size=2, stride=2, ceil_mode=True) # 第五段 self.conv5_1 = nn.Conv2D(in_channels=512, out_channels=512, kernel_size=3, padding=1) self.relu5_1 = nn.ReLU() self.conv5_2 = nn.Conv2D(in_channels=512, out_channels=512, kernel_size=3, padding=1) self.relu5_2 = nn.ReLU() self.conv5_3 = nn.Conv2D(in_channels=512, out_channels=512, kernel_size=3, padding=1) self.relu5_3 = nn.ReLU() self.pool5 = nn.MaxPool2D(kernel_size=2, stride=2, ceil_mode=True) # FCN层 self.fc6 = nn.Conv2D(in_channels=512, out_channels=4096, kernel_size=7) self.relu6 = nn.ReLU() self.drop6 = nn.Dropout(p=0.5) self.fc7 = nn.Conv2D(in_channels=4096, out_channels=4096, kernel_size=1) self.relu7 = nn.ReLU() self.drop7 = nn.Dropout(p=0.5) self.score_fr = nn.Conv2D(in_channels=4096, out_channels=num_classes, kernel_size=1) self.upscore = nn.Conv2DTranspose(in_channels=num_classes, out_channels=num_classes, kernel_size=32, stride=16, bias_attr=False) def forward(self, x): # 第一段 x = self.conv1_1(x) x = self.relu1_1(x) x = self.conv1_2(x) x = self.relu1_2(x) x = self.pool1(x) # 第二段 x = self.conv2_1(x) x = self.relu2_1(x) x = self.conv2_2(x) x = self.relu2_2(x) x = self.pool2(x) # 第三段 x = self.conv3_1(x) x = self.relu3_1(x) x = self.conv3_2(x) x = self.relu3_2(x) x = self.conv3_3(x) x = self.relu3_3(x) x = self.pool3(x) pool3_out = x # 第四段 x = self.conv4_1(x) x = self.relu4_1(x) x = self.conv4_2(x) x = self.relu4_2(x) x = self.conv4_3(x) x = self.relu4_3(x) x = self.pool4(x) pool4_out = x # 第五段 x = self.conv5_1(x) x = self.relu5_1(x) x = self.conv5_2(x) x = self.relu5_2(x) x = self.conv5_3(x) x = self.relu5_3(x) x = self.pool5(x) # FCN层 x = self.fc6(x) x = self.relu6(x) x = self.drop6(x) x = self.fc7(x) x = self.relu7(x) x = self.drop7(x) x = self.score_fr(x) x = self.upscore(x, output_size=pool4_out.shape[-2:]) pool4_out = 0.01 * pool4_out x = paddle.add(x, pool4_out) x = self.upscore(x, output_size=pool3_out.shape[-2:]) pool3_out = 0.0001 * pool3_out x = paddle.add(x, pool3_out) x = self.upscore(x, output_size=x.shape[-2:]) return x ``` 这里使用了PaddlePaddle的`nn`模块实现了FCN16s模型。在forward方法中,我们按照FCN16s网络结构的方式依次进行了前向计算。其中,我们使用了反卷积(`Conv2DTranspose`)对特征图进行上采样,并使用了跳跃连接(skip connection)将浅层特征和深层特征结合起来进行分割任务。
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