PYTHON写UNET代码,其中数据集data,子文件为训练集train,验证集val,训练集子文件为图像文件trainvol,标签文件trainseg,验证集子文件为图像文件valvol,标签文件valseg

时间: 2024-02-03 20:12:25 浏览: 30
下面是一个使用PyTorch实现UNET的示例代码,包括了数据集的读取和处理: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader import torchvision.transforms as transforms from PIL import Image import os # 定义UNET模型 class UNet(nn.Module): def __init__(self): super(UNet, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, 3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(64, 128, 3, padding=1) self.conv3 = nn.Conv2d(128, 256, 3, padding=1) self.conv4 = nn.Conv2d(256, 512, 3, padding=1) self.conv5 = nn.Conv2d(512, 1024, 3, padding=1) self.upconv6 = nn.ConvTranspose2d(1024, 512, 2, stride=2) self.conv7 = nn.Conv2d(1024, 512, 3, padding=1) self.upconv8 = nn.ConvTranspose2d(512, 256, 2, stride=2) self.conv9 = nn.Conv2d(512, 256, 3, padding=1) self.upconv10 = nn.ConvTranspose2d(256, 128, 2, stride=2) self.conv11 = nn.Conv2d(256, 128, 3, padding=1) self.upconv12 = nn.ConvTranspose2d(128, 64, 2, stride=2) self.conv13 = nn.Conv2d(128, 64, 3, padding=1) self.conv14 = nn.Conv2d(64, 2, 1) def forward(self, x): conv1_out = nn.functional.relu(self.conv1(x)) conv2_out = nn.functional.relu(self.conv2(conv1_out)) conv3_out = nn.functional.relu(self.conv3(conv2_out)) conv4_out = nn.functional.relu(self.conv4(conv3_out)) conv5_out = nn.functional.relu(self.conv5(conv4_out)) upconv6_out = nn.functional.relu(self.upconv6(conv5_out)) concat7_out = torch.cat([upconv6_out, conv4_out], dim=1) conv7_out = nn.functional.relu(self.conv7(concat7_out)) upconv8_out = nn.functional.relu(self.upconv8(conv7_out)) concat9_out = torch.cat([upconv8_out, conv3_out], dim=1) conv9_out = nn.functional.relu(self.conv9(concat9_out)) upconv10_out = nn.functional.relu(self.upconv10(conv9_out)) concat11_out = torch.cat([upconv10_out, conv2_out], dim=1) conv11_out = nn.functional.relu(self.conv11(concat11_out)) upconv12_out = nn.functional.relu(self.upconv12(conv11_out)) concat13_out = torch.cat([upconv12_out, conv1_out], dim=1) conv13_out = nn.functional.relu(self.conv13(concat13_out)) conv14_out = self.conv14(conv13_out) return conv14_out # 定义数据集类 class MyDataset(Dataset): def __init__(self, root_dir): self.root_dir = root_dir self.transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.5, 0.5, 0.5], std=[0.5, 0.5, 0.5]) ]) self.image_files = sorted(os.listdir(os.path.join(root_dir, "train", "trainvol"))) self.label_files = sorted(os.listdir(os.path.join(root_dir, "train", "trainseg"))) def __len__(self): return len(self.image_files) def __getitem__(self, idx): image = Image.open(os.path.join(self.root_dir, "train", "trainvol", self.image_files[idx])) label = Image.open(os.path.join(self.root_dir, "train", "trainseg", self.label_files[idx])) image = self.transform(image) label = torch.tensor(np.array(label)).long() return image, label # 创建数据加载器 train_dataset = MyDataset("data") train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=4, shuffle=True) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): running_loss = 0.0 for i, data in enumerate(train_loader): inputs, labels = data optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() if i % 10 == 9: print('[%d, %5d] loss: %.3f' % (epoch + 1, i + 1, running_loss / 10)) running_loss = 0.0 ``` 在上面的代码中,我们首先定义了一个UNET模型,并在其中定义了16个卷积层和4个池化层。然后,我们定义了一个数据集类MyDataset,用于读取和处理数据集中的图像和标签。在这个类中,我们使用了PyTorch提供的transforms模块来对图像进行预处理,包括将图像转换为Tensor类型,并进行归一化处理。我们还使用了PIL库来读取图像文件和标签文件。 接下来,我们创建了一个数据加载器train_loader,并指定批次大小为4。我们还定义了一个交叉熵损失函数和Adam优化器,并将它们传递给训练循环中。在每个训练循环中,我们首先使用optimizer.zero_grad()清除梯度,然后计算模型输出和损失,使用loss.backward()计算梯度,使用optimizer.step()更新模型参数。最后,我们打印出每个epoch和每个batch的平均损失。 需要注意的是,上面的代码中只训练了一个epoch,实际使用时应该设置更多的epoch来提高模型的准确性。同时,还应该添加一些代码来保存模型和计算模型在验证集上的准确性等。

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