基于CNN回归模型的GradCam可视化,生成pytorch代码

时间: 2024-02-13 15:02:26 浏览: 36
好的,以下是基于CNN回归模型的GradCam可视化的pytorch代码: ```python import torch from torch import nn import torchvision from torchvision import models import numpy as np from PIL import Image import matplotlib.pyplot as plt import cv2 # 定义模型 class CNNRegressor(nn.Module): def __init__(self): super(CNNRegressor, self).__init__() self.features = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(128, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), nn.Conv2d(256, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2), ) self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((7, 7)) self.classifier = nn.Sequential( nn.Linear(512 * 7 * 7, 4096), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout(), nn.Linear(4096, 4096), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout(), nn.Linear(4096, 1), ) def forward(self, x): x = self.features(x) x = self.avgpool(x) x = torch.flatten(x, 1) x = self.classifier(x) return x # 加载模型 model = CNNRegressor() model.load_state_dict(torch.load('model.pth')) model.eval() # 加载图片 img_path = 'test.jpg' img = Image.open(img_path) img = torchvision.transforms.functional.resize(img, (224, 224)) img_tensor = torchvision.transforms.functional.to_tensor(img) img_tensor = img_tensor.unsqueeze(0) # GradCam class GradCam: def __init__(self, model, target_layer): self.model = model self.target_layer = target_layer self.feature_maps = None self.gradient = None self.model.eval() self.register_hooks() def register_hooks(self): def forward_hook(module, input, output): self.feature_maps = output.detach() def backward_hook(module, grad_in, grad_out): self.gradient = grad_out[0].detach() for name, module in self.model.named_modules(): if name == self.target_layer: module.register_forward_hook(forward_hook) module.register_backward_hook(backward_hook) def __call__(self, x): output = self.model(x) output.backward() gradient = self.gradient.mean(dim=(2, 3), keepdim=True) feature_maps = self.feature_maps weights = torch.mean(gradient * feature_maps, dim=(0, 2, 3), keepdim=True) cam = torch.sum(weights * feature_maps, dim=1, keepdim=True) cam = torch.clamp(cam, min=0) cam = cam / torch.max(cam) return cam # 可视化 grad_cam = GradCam(model, 'features.29') cam = grad_cam(img_tensor) cam = cam.squeeze().numpy() img = cv2.imread(img_path) img = cv2.resize(img, (224, 224)) heatmap = cv2.applyColorMap(np.uint8(255 * cam), cv2.COLORMAP_JET) heatmap = np.float32(heatmap) / 255 heatmap = heatmap[..., ::-1] superimposed_img = np.clip((heatmap + np.float32(img)), 0, 1) plt.imshow(superimposed_img) plt.show() ``` 其中,`CNNRegressor`定义了一个基于卷积神经网络的回归模型,`GradCam`定义了GradCam可视化的类,`__call__`方法实现了GradCam的计算,`grad_cam`实例化了GradCam类,`cam`计算了GradCam热力图,`superimposed_img`将热力图叠加在原图上,得到可视化效果。

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