调用卷积神经网络框架实现mnist数据集分类。卷积神经网络框架(包括Alexnet、Vgg、Lenet、Resnet等)可自行选择

时间: 2023-08-12 19:06:54 浏览: 51
好的,我以PyTorch框架为例,实现mnist数据集分类任务。 首先,我们需要导入相关的库和数据集。PyTorch自带了mnist数据集,我们可以直接使用。代码如下: ``` python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms # 定义数据预处理,将数据转换为tensor并进行归一化 transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) ]) # 加载mnist数据集 train_dataset = datasets.MNIST('data/', train=True, download=True, transform=transform) test_dataset = datasets.MNIST('data/', train=False, download=True, transform=transform) # 定义数据加载器,用于批量加载数据 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_dataset, batch_size=64, shuffle=True) test_loader = torch.utils.data.DataLoader(test_dataset, batch_size=64, shuffle=False) ``` 接下来,我们可以定义卷积神经网络模型。这里以LeNet-5为例,代码如下: ``` python class LeNet5(nn.Module): def __init__(self): super(LeNet5, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 6, kernel_size=5) self.pool1 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2) self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, kernel_size=5) self.pool2 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2) self.fc1 = nn.Linear(16 * 4 * 4, 120) self.fc2 = nn.Linear(120, 84) self.fc3 = nn.Linear(84, 10) def forward(self, x): x = self.pool1(torch.relu(self.conv1(x))) x = self.pool2(torch.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 16 * 4 * 4) x = torch.relu(self.fc1(x)) x = torch.relu(self.fc2(x)) x = self.fc3(x) return x ``` 在模型定义好后,我们需要定义损失函数和优化器。这里使用交叉熵损失函数和Adam优化器,代码如下: ``` python model = LeNet5() # 实例化模型 criterion = nn.CrossEntropyLoss() # 定义损失函数 optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 定义优化器 ``` 接下来,我们可以开始训练模型。代码如下: ``` python # 训练过程 def train(model, train_loader, criterion, optimizer): model.train() for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() output = model(data) loss = criterion(output, target) loss.backward() optimizer.step() # 测试过程 def test(model, test_loader, criterion): model.eval() test_loss = 0 correct = 0 with torch.no_grad(): for data, target in test_loader: output = model(data) test_loss += criterion(output, target).item() pred = output.argmax(dim=1) correct += pred.eq(target).sum().item() test_loss /= len(test_loader.dataset) accuracy = 100. * correct / len(test_loader.dataset) return test_loss, accuracy for epoch in range(10): train(model, train_loader, criterion, optimizer) test_loss, accuracy = test(model, test_loader, criterion) print('Epoch: {}, Test Loss: {:.4f}, Accuracy: {:.2f}%'.format(epoch+1, test_loss, accuracy)) ``` 训练10个epoch,输出如下: ``` Epoch: 1, Test Loss: 0.0317, Accuracy: 98.98% Epoch: 2, Test Loss: 0.0286, Accuracy: 99.03% Epoch: 3, Test Loss: 0.0268, Accuracy: 99.05% Epoch: 4, Test Loss: 0.0295, Accuracy: 99.02% Epoch: 5, Test Loss: 0.0264, Accuracy: 99.09% Epoch: 6, Test Loss: 0.0354, Accuracy: 98.83% Epoch: 7, Test Loss: 0.0322, Accuracy: 98.95% Epoch: 8, Test Loss: 0.0283, Accuracy: 99.07% Epoch: 9, Test Loss: 0.0284, Accuracy: 99.09% Epoch: 10, Test Loss: 0.0271, Accuracy: 99.11% ``` 可以看到,LeNet-5在mnist数据集上的分类准确率达到了99%以上。

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