def train(train_features, test_features, train_labels, test_labels, num_epochs=400): loss = nn.MSELoss(reduction='none') input_shape = train_features.shape[-1] # 不设置偏置,因为我们已经在多项式中实现了它 net = nn.Sequential(nn.Linear(input_shape, 1, bias=False)) batch_size = min(10, train_labels.shape[0]) train_iter = d2l.load_array((train_features, train_labels.reshape(-1,1)), batch_size) test_iter = d2l.load_array((test_features, test_labels.reshape(-1,1)), batch_size, is_train=False) trainer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.01) animator = d2l.Animator(xlabel='epoch', ylabel='loss', yscale='log', xlim=[1, num_epochs], ylim=[1e-3, 1e2], legend=['train', 'test']) for epoch in range(num_epochs): d2l.train_epoch_ch3(net, train_iter, loss, trainer) if epoch == 0 or (epoch + 1) % 20 == 0: animator.add(epoch + 1, (evaluate_loss(net, train_iter, loss), evaluate_loss(net, test_iter, loss))) print('weight:', net[0].weight.data.numpy())

时间: 2024-04-29 10:19:36 浏览: 17
这是一个用于训练线性回归模型的函数,包含五个参数: - train_features: 训练数据的特征,类型为numpy.ndarray - test_features: 测试数据的特征,类型为numpy.ndarray - train_labels: 训练数据的标签,类型为numpy.ndarray - test_labels: 测试数据的标签,类型为numpy.ndarray - num_epochs: 训练轮数,默认为400 该函数的主要实现逻辑如下: 1. 定义损失函数为均方误差(MSE)损失函数 2. 定义线性回归模型,其中偏置项(bias)被设置为False,因为已经在多项式中实现了它 3. 设置batch_size为10或者训练集样本数中的最小值,定义训练集和测试集的数据迭代器 4. 定义优化器为随机梯度下降(SGD)优化器,学习率为0.01 5. 定义一个绘图工具,用于绘制损失函数的变化曲线 6. 循环训练num_epochs轮,每轮训练中使用d2l.train_epoch_ch3函数进行训练,该函数实现了一个标准的训练过程,包括向前传播、计算损失、反向传播、更新参数等步骤 7. 在每20轮训练后,记录并绘制训练集和测试集的损失值 8. 输出训练后的权重 训练完成后,可以通过该函数返回的net对象来进行预测。
相关问题

def train(model, train_features, train_labels, test_features, test_labels, num_epochs, learning_rate, weight_decay, batch_size): 帮我加个注释

# 定义训练函数,接收模型、训练特征、训练标签、测试特征、测试标签、训练轮数、学习率、权重衰减和批大小等参数 def train(model, train_features, train_labels, test_features, test_labels, num_epochs, learning_rate, weight_decay, batch_size): # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate, weight_decay=weight_decay) # 定义训练和测试数据集 train_dataset = TensorDataset(train_features, train_labels) test_dataset = TensorDataset(test_features, test_labels) # 定义训练和测试数据集的加载器 train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False) # 开始训练模型 for epoch in range(num_epochs): # 训练模式 model.train() train_loss = 0.0 train_acc = 0.0 for features, labels in train_loader: # 将特征和标签放入设备中 features = features.to(device) labels = labels.to(device) # 清空优化器的梯度 optimizer.zero_grad() # 前向传播 outputs = model(features) # 计算损失 loss = criterion(outputs, labels) # 反向传播 loss.backward() optimizer.step() # 计算训练损失 train_loss += loss.item() * features.size(0) # 计算训练准确率 _, preds = torch.max(outputs, 1) train_acc += torch.sum(preds == labels.data) # 计算平均训练损失和准确率 train_loss = train_loss / len(train_features) train_acc = train_acc / len(train_features) # 测试模式 model.eval() test_loss = 0.0 test_acc = 0.0 with torch.no_grad(): for features, labels in test_loader: # 将特征和标签放入设备中 features = features.to(device) labels = labels.to(device) # 前向传播 outputs = model(features) # 计算损失 loss = criterion(outputs, labels) # 计算测试损失 test_loss += loss.item() * features.size(0) # 计算测试准确率 _, preds = torch.max(outputs, 1) test_acc += torch.sum(preds == labels.data) # 计算平均测试损失和准确率 test_loss = test_loss / len(test_features) test_acc = test_acc / len(test_features) # 输出训练和测试结果 print('Epoch [{}/{}], Train Loss: {:.4f}, Train Acc: {:.4f}, Test Loss: {:.4f}, Test Acc: {:.4f}' .format(epoch+1, num_epochs, train_loss, train_acc, test_loss, test_acc)) # 返回训练好的模型 return model

LDAM损失函数pytorch代码如下:class LDAMLoss(nn.Module): def init(self, cls_num_list, max_m=0.5, weight=None, s=30): super(LDAMLoss, self).init() m_list = 1.0 / np.sqrt(np.sqrt(cls_num_list)) m_list = m_list * (max_m / np.max(m_list)) m_list = torch.cuda.FloatTensor(m_list) self.m_list = m_list assert s > 0 self.s = s if weight is not None: weight = torch.FloatTensor(weight).cuda() self.weight = weight self.cls_num_list = cls_num_list def forward(self, x, target): index = torch.zeros_like(x, dtype=torch.uint8) index_float = index.type(torch.cuda.FloatTensor) batch_m = torch.matmul(self.m_list[None, :], index_float.transpose(1,0)) # 0,1 batch_m = batch_m.view((16, 1)) # size=(batch_size, 1) (-1,1) x_m = x - batch_m output = torch.where(index, x_m, x) if self.weight is not None: output = output * self.weight[None, :] target = torch.flatten(target) # 将 target 转换成 1D Tensor logit = output * self.s return F.cross_entropy(logit, target, weight=self.weight) 模型部分参数如下:# 设置全局参数 model_lr = 1e-5 BATCH_SIZE = 16 EPOCHS = 50 DEVICE = torch.device('cuda:0' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') use_amp = True use_dp = True classes = 7 resume = None CLIP_GRAD = 5.0 Best_ACC = 0 #记录最高得分 use_ema=True model_ema_decay=0.9998 start_epoch=1 seed=1 seed_everything(seed) # 数据增强 mixup mixup_fn = Mixup( mixup_alpha=0.8, cutmix_alpha=1.0, cutmix_minmax=None, prob=0.1, switch_prob=0.5, mode='batch', label_smoothing=0.1, num_classes=classes) # 读取数据集 dataset_train = datasets.ImageFolder('/home/adminis/hpy/ConvNextV2_Demo/RAF-DB/RAF/train', transform=transform) dataset_test = datasets.ImageFolder("/home/adminis/hpy/ConvNextV2_Demo/RAF-DB/RAF/valid", transform=transform_test) 帮我用pytorch实现模型在模型训练中使用LDAM损失函数

好的,下面是使用LDAM损失函数训练模型的代码: ```python import torch.optim as optim from torch.optim.lr_scheduler import CosineAnnealingLR from torch.utils.data import DataLoader # 定义LDAM损失函数 class LDAMLoss(nn.Module): def __init__(self, cls_num_list, max_m=0.5, weight=None, s=30): super(LDAMLoss, self).__init__() m_list = 1.0 / np.sqrt(np.sqrt(cls_num_list)) m_list = m_list * (max_m / np.max(m_list)) m_list = torch.cuda.FloatTensor(m_list) self.m_list = m_list assert s > 0 self.s = s if weight is not None: weight = torch.FloatTensor(weight).cuda() self.weight = weight self.cls_num_list = cls_num_list def forward(self, x, target): index = torch.zeros_like(x, dtype=torch.uint8) index_float = index.type(torch.cuda.FloatTensor) batch_m = torch.matmul(self.m_list[None, :], index_float.transpose(1,0)) # 0,1 batch_m = batch_m.view((x.size(0), 1)) # size=(batch_size, 1) x_m = x - batch_m output = torch.where(index, x_m, x) if self.weight is not None: output = output * self.weight[None, :] target = torch.flatten(target) # 将 target 转换成 1D Tensor logit = output * self.s return F.cross_entropy(logit, target, weight=self.weight) # 定义模型 model = models.resnet18(pretrained=True) num_ftrs = model.fc.in_features model.fc = nn.Linear(num_ftrs, classes) model.to(DEVICE) # 定义优化器和学习率调整器 optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=model_lr) scheduler = CosineAnnealingLR(optimizer, T_max=EPOCHS, eta_min=1e-6) # 定义LDAM损失函数 cls_num_list = [len(dataset_train[dataset_train.targets == t]) for t in range(classes)] criterion = LDAMLoss(cls_num_list) # 定义数据加载器 train_loader = DataLoader(dataset_train, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True, num_workers=4, pin_memory=True) test_loader = DataLoader(dataset_test, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=False, num_workers=4, pin_memory=True) # 训练模型 best_acc = 0.0 for epoch in range(start_epoch, EPOCHS + 1): model.train() train_loss = 0.0 train_corrects = 0 for inputs, labels in train_loader: inputs, labels = inputs.to(DEVICE), labels.to(DEVICE) if use_dp: inputs, labels = dp(inputs, labels) if use_amp: with amp.autocast(): inputs, labels = mixup_fn(inputs, labels) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) scaler.scale(loss).backward() scaler.unscale_(optimizer) torch.nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(), CLIP_GRAD) scaler.step(optimizer) scaler.update() else: inputs, labels_a, labels_b, lam = mixup_fn(inputs, labels) outputs = model(inputs) loss = mixup_criterion(criterion, outputs, labels_a, labels_b, lam) loss.backward() torch.nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(), CLIP_GRAD) optimizer.step() optimizer.zero_grad() train_loss += loss.item() * inputs.size(0) _, preds = torch.max(outputs, 1) train_corrects += torch.sum(preds == labels.data) train_loss /= len(dataset_train) train_acc = train_corrects.double() / len(dataset_train) model.eval() test_loss = 0.0 test_corrects = 0 with torch.no_grad(): for inputs, labels in test_loader: inputs, labels = inputs.to(DEVICE), labels.to(DEVICE) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) test_loss += loss.item() * inputs.size(0) _, preds = torch.max(outputs, 1) test_corrects += torch.sum(preds == labels.data) test_loss /= len(dataset_test) test_acc = test_corrects.double() / len(dataset_test) # 更新最佳模型 if test_acc > best_acc: if use_ema: ema_model.load_state_dict(model.state_dict()) best_acc = test_acc # 更新学习率 scheduler.step() # 打印训练结果 print('Epoch [{}/{}], Train Loss: {:.4f}, Train Acc: {:.4f}, Test Loss: {:.4f}, Test Acc: {:.4f}'.format( epoch, EPOCHS, train_loss, train_acc, test_loss, test_acc)) ```

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#@save def train_batch_ch13(net, X, y, loss, trainer, devices): """用多GPU进行小批量训练""" if isinstance(X, list): # 微调BERT中所需 X = [x.to(devices[0]) for x in X] else: X = X.to(devices[0]) y = y.to(devices[0]) net.train() trainer.zero_grad() pred = net(X) l = loss(pred, y) l.sum().backward() trainer.step() train_loss_sum = l.sum() train_acc_sum = d2l.accuracy(pred, y) return train_loss_sum, train_acc_sum #@save def train_ch13(net, train_iter, test_iter, loss, trainer, num_epochs, devices=d2l.try_all_gpus()): """用多GPU进行模型训练""" timer, num_batches = d2l.Timer(), len(train_iter) animator = d2l.Animator(xlabel='epoch', xlim=[1, num_epochs], ylim=[0, 1], legend=['train loss', 'train acc', 'test acc']) net = nn.DataParallel(net, device_ids=devices).to(devices[0]) for epoch in range(num_epochs): # 4个维度:储存训练损失,训练准确度,实例数,特点数 metric = d2l.Accumulator(4) for i, (features, labels) in enumerate(train_iter): timer.start() l, acc = train_batch_ch13( net, features, labels, loss, trainer, devices) metric.add(l, acc, labels.shape[0], labels.numel()) timer.stop() if (i + 1) % (num_batches // 5) == 0 or i == num_batches - 1: animator.add(epoch + (i + 1) / num_batches, (metric[0] / metric[2], metric[1] / metric[3], None)) test_acc = d2l.evaluate_accuracy_gpu(net, test_iter) animator.add(epoch + 1, (None, None, test_acc)) print(f'loss {metric[0] / metric[2]:.3f}, train acc ' f'{metric[1] / metric[3]:.3f}, test acc {test_acc:.3f}') print(f'{metric[2] * num_epochs / timer.sum():.1f} examples/sec on ' f'{str(devices)}')

import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np from torch.autograd import Variable from torchvision.datasets import ImageFolder from torchvision.transforms import transforms from torch.utils.data import DataLoader # 定义超参数 num_epochs = 10 batch_size = 32 learning_rate = 0.001 # 定义数据转换方式 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize((32, 32)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.5], std=[0.5]) ]) # 加载数据集 train_dataset = ImageFolder(root='./ChineseStyle/train/', transform=transform) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_dataset = ImageFolder(root='./ChineseStyle/test/', transform=transform) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) # 定义卷积神经网络结构 class Net(nn.Module): def init(self): super(Net, self).init() self.conv1 = nn.Conv2d(in_channels=3, out_channels=6, kernel_size=5, stride=1, padding=2) self.pool = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.conv2 = nn.Conv2d(in_channels=6, out_channels=32, kernel_size=5, stride=1, padding=2) self.fc1 = nn.Linear(in_features=32 * 8 * 8, out_features=128) self.fc2 = nn.Linear(in_features=128, out_features=15) def forward(self, x): x = self.pool(torch.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(torch.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 32 * 8 * 8) x = torch.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x # 实例化卷积神经网络 net = Net() # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(net.parameters(), lr=learning_rate) # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): for i, (images, labels) in enumerate(train_loader): # 将输入和标签转换为变量 images = Variable(images) labels = Variable(labels) # 将梯度清零 optimizer.zero_grad() # 向前传递 outputs = net(images) # 计算损失函数 loss = criterion(outputs, labels) # 反向传播和优化 loss.backward() optimizer.step() # 打印统计信息 if (i + 1) % 100 == 0: print('Epoch [%d/%d], Step [%d/%d], Loss: %.4f' % (epoch + 1, num_epochs, i + 1, len(train_dataset) // batch_size, loss.item())) # 测试模型 correct = 0 total = 0 for images, labels in test_loader: # 向前传递 outputs = net(Variable(images)) # 获取预测结果 _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) # 更新统计信息 total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum() # 计算准确率 print('Accuracy of the network on the test images: %d %%' % (100 * correct / total))有没有测试到测试集

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