pytorch实现CNN中反向传播算法

反向传播算法（backpropagation）是一种用于训练神经网络的算法，它可用于计算损失函数相对于模型参数的梯度。本文将介绍如何使用PyTorch实现CNN中的反向传播算法。

首先，我们需要定义CNN模型。以下是一个简单的例子：

import torch
import torch.nn as nn

class CNN(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(CNN, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(in_channels=3, out_channels=16, kernel_size=3, stride=1, padding=1)
        self.conv2 = nn.Conv2d(in_channels=16, out_channels=32, kernel_size=3, stride=1, padding=1)
        self.fc1 = nn.Linear(32*8*8, 64)
        self.fc2 = nn.Linear(64, 10)
        self.relu = nn.ReLU()
        self.pool = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2)
        
    def forward(self, x):
        x = self.pool(self.relu(self.conv1(x)))
        x = self.pool(self.relu(self.conv2(x)))
        x = x.view(-1, 32*8*8)
        x = self.relu(self.fc1(x))
        x = self.fc2(x)
        return x

上述CNN模型包含两个卷积层和两个全连接层。我们可以使用PyTorch中的nn.Conv2d和nn.Linear来定义卷积和全连接层。在forward函数中，我们先将输入x通过两个卷积层和池化层进行卷积和下采样，然后将其展开成一维向量，并通过两个全连接层输出结果。

接下来，我们需要定义损失函数和优化器。在本例中，我们使用交叉熵损失函数和随机梯度下降（SGD）优化器：

criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)

然后我们可以开始训练模型。在每个epoch中，我们需要遍历训练集中的所有样本，并计算损失函数和梯度。这可以通过以下代码实现：

for epoch in range(num_epochs):
    running_loss = 0.0
    for i, data in enumerate(trainloader, 0):
        inputs, labels = data
        optimizer.zero_grad()

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

        running_loss += loss.item()
    print('Epoch [%d], loss: %.3f' % (epoch+1, running_loss/len(trainloader)))

在每个batch中，我们首先将模型参数的梯度清零，然后将输入数据输入模型中，计算模型的输出和损失函数，并通过调用loss.backward()计算梯度。最后，我们通过调用optimizer.step()更新模型参数。

最后，我们可以使用训练好的模型进行预测。这可以通过以下代码实现：

correct = 0
total = 0
with torch.no_grad():
    for data in testloader:
        images, labels = data
        outputs = model(images)
        _, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
        total += labels.size(0)
        correct += (predicted == labels).sum().item()

print('Accuracy of the network on the 10000 test images: %d %%' % (100 * correct / total))

在预测过程中，我们将输入数据输入模型中，计算模型输出并找到输出中最大值的索引，然后将其与真实标签进行比较，最后计算模型预测的准确率。

以上就是使用PyTorch实现CNN中反向传播算法的基本步骤。