利用pytorch框架设计基于DPN模型的图像检测与分类输出坐标。大小和种类,并给出相应训练代码和测试代码
时间: 2023-06-11 09:06:13 浏览: 179
利用pytorch实现图像分类的一个完整的代码,训练,
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这是一个比较复杂的任务,需要花费一定的时间和精力。以下是一个简单的示例,仅供参考。
首先,需要安装 PyTorch 和 torchvision:
```sh
pip install torch torchvision
```
然后,需要下载 COCO 数据集和相应的注释文件,这里使用 COCO 2017 数据集。
```sh
mkdir data
cd data
wget http://images.cocodataset.org/zips/train2017.zip
wget http://images.cocodataset.org/annotations/annotations_trainval2017.zip
unzip train2017.zip
unzip annotations_trainval2017.zip
```
接下来,需要定义模型。这里使用 DPN92,可以通过 torchvision.models.dpn 包来获取。由于我们需要输出坐标、大小和种类,因此需要在模型的基础上添加一些额外的层。
```python
import torch.nn as nn
import torchvision.models.dpn as dpn
class ImageDetector(nn.Module):
def __init__(self, num_classes):
super(ImageDetector, self).__init__()
self.backbone = dpn.dpn92(pretrained=True)
self.conv = nn.Conv2d(2688, num_classes * 5, kernel_size=1)
self.sigmoid = nn.Sigmoid()
def forward(self, x):
x = self.backbone.features(x)
x = self.conv(x)
x = x.view(x.size(0), -1, 5)
x = self.sigmoid(x)
return x
```
这里的 num_classes 表示分类的类别数量,每个物体会输出 5 个值,分别是 x 坐标、y 坐标、宽度、高度和类别。
接下来,需要定义数据集和数据加载器。这里使用 PyTorch 内置的 COCO 数据集类,可以通过 torchvision.datasets.coco 包来获取。
```python
import torchvision.transforms as transforms
from torchvision.datasets import CocoDetection
class CocoDataset(CocoDetection):
def __init__(self, root, annFile, transform=None, target_transform=None):
super(CocoDataset, self).__init__(root, annFile, transform, target_transform)
def __getitem__(self, index):
img, target = super(CocoDataset, self).__getitem__(index)
boxes = []
labels = []
for obj in target:
boxes.append(obj['bbox'])
labels.append(obj['category_id'])
return self.transform(img), (torch.tensor(boxes), torch.tensor(labels))
transform = transforms.Compose([
transforms.Resize((224, 224)),
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize((0.485, 0.456, 0.406), (0.229, 0.224, 0.225))
])
train_dataset = CocoDataset(
root='./data/train2017',
annFile='./data/annotations/instances_train2017.json',
transform=transform
)
train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=64, shuffle=True)
```
注意,这里的 DataLoader 会输出一个元组,第一个元素是输入的图像,第二个元素是一个元组,包含了所有物体的坐标和类别。
接下来,需要定义损失函数和优化器,并进行训练。这里使用 BCEWithLogitsLoss 作为损失函数,使用 Adam 作为优化器。
```python
import torch.optim as optim
model = ImageDetector(num_classes=80)
criterion = nn.BCEWithLogitsLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
for epoch in range(10):
running_loss = 0.0
for i, (inputs, targets) in enumerate(train_loader, 0):
optimizer.zero_grad()
outputs = model(inputs)
targets = targets.permute(1, 0, 2).float()
loss = criterion(outputs, targets)
loss.backward()
optimizer.step()
running_loss += loss.item()
if i % 100 == 99:
print(f'[{epoch + 1}, {i + 1}] loss: {running_loss / 100:.3f}')
running_loss = 0.0
```
最后,可以使用测试集来测试模型的性能。这里使用 COCO 2017 验证集。
```python
val_dataset = CocoDataset(
root='./data/val2017',
annFile='./data/annotations/instances_val2017.json',
transform=transform
)
val_loader = DataLoader(val_dataset, batch_size=64, shuffle=False)
with torch.no_grad():
for inputs, targets in val_loader:
outputs = model(inputs)
for i in range(len(outputs)):
boxes, labels = targets[i]
pred_boxes, pred_labels = outputs[i].max(dim=1)
print(f'Ground-truth: {boxes}, {labels}')
print(f'Prediction: {pred_boxes}, {pred_labels}')
```
以上是一个简单的示例,实际上还有很多细节需要注意,比如数据增强、模型调参等。希望这个示例对你有所帮助。
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