写一个用pytorch,VGG16处理jaffe数据集的代码,用cpu,划分训练集,验证集和测试集,给出准确率图,损失图和混淆矩阵

时间: 2024-05-15 17:17:54 浏览: 15
好的,我来回答你的问题。以下是用pytorch和VGG16处理jaffe数据集的代码,给出了准确率图,损失图和混淆矩阵。 首先,导入所需的库: ``` import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.optim import lr_scheduler import torchvision from torchvision import datasets, models, transforms import numpy as np import time import os import copy from sklearn.metrics import confusion_matrix ``` 然后,定义一些参数: ``` data_dir = "/path/to/jaffe/dataset" batch_size = 4 num_workers = 4 num_epochs = 25 input_size = 224 learning_rate = 0.001 ``` 接着,定义数据预处理: ``` data_transforms = { 'train': transforms.Compose([ transforms.Resize(input_size), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.RandomRotation(10), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5], [0.5, 0.5, 0.5]) ]), 'val': transforms.Compose([ transforms.Resize(input_size), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5], [0.5, 0.5, 0.5]) ]), 'test': transforms.Compose([ transforms.Resize(input_size), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5], [0.5, 0.5, 0.5]) ]) } ``` 然后,加载数据集: ``` image_datasets = {x: datasets.ImageFolder(os.path.join(data_dir, x), data_transforms[x]) for x in ['train', 'val', 'test']} dataloaders = {x: torch.utils.data.DataLoader(image_datasets[x], batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=num_workers) for x in ['train', 'val', 'test']} dataset_sizes = {x: len(image_datasets[x]) for x in ['train', 'val', 'test']} class_names = image_datasets['train'].classes ``` 接下来,定义VGG16模型: ``` model_ft = models.vgg16(pretrained=True) num_ftrs = model_ft.classifier[6].in_features model_ft.classifier[6] = nn.Linear(num_ftrs, len(class_names)) ``` 然后,定义损失函数和优化器: ``` criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer_ft = optim.SGD(model_ft.parameters(), lr=learning_rate, momentum=0.9) ``` 接着,定义学习率调度器:(可选) ``` exp_lr_scheduler = lr_scheduler.StepLR(optimizer_ft, step_size=7, gamma=0.1) ``` 然后,定义训练和测试函数: ``` def train_model(model, criterion, optimizer, scheduler, num_epochs=25): since = time.time() best_model_wts = copy.deepcopy(model.state_dict()) best_acc = 0.0 train_losses = [] val_losses = [] train_acc = [] val_acc = [] for epoch in range(num_epochs): print('Epoch {}/{}'.format(epoch, num_epochs - 1)) print('-' * 10) for phase in ['train', 'val']: if phase == 'train': model.train() # Set model to training mode else: model.eval() # Set model to evaluate mode running_loss = 0.0 running_corrects = 0 for inputs, labels in dataloaders[phase]: inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) optimizer.zero_grad() with torch.set_grad_enabled(phase == 'train'): outputs = model(inputs) _, preds = torch.max(outputs, 1) loss = criterion(outputs, labels) if phase == 'train': loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() * inputs.size(0) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) if phase == 'train': scheduler.step() epoch_loss = running_loss / dataset_sizes[phase] epoch_acc = running_corrects.double() / dataset_sizes[phase] if phase == 'train': train_losses.append(epoch_loss) train_acc.append(epoch_acc) else: val_losses.append(epoch_loss) val_acc.append(epoch_acc) print('{} Loss: {:.4f} Acc: {:.4f}'.format(phase, epoch_loss, epoch_acc)) if phase == 'val' and epoch_acc > best_acc: best_acc = epoch_acc best_model_wts = copy.deepcopy(model.state_dict()) print() time_elapsed = time.time() - since print('Training complete in {:.0f}m {:.0f}s'.format(time_elapsed // 60, time_elapsed % 60)) print('Best val Acc: {:.4f}'.format(best_acc)) model.load_state_dict(best_model_wts) return model, train_losses, val_losses, train_acc, val_acc def test_model(model): model.eval() test_losses = [] test_acc = [] y_true = [] y_pred = [] with torch.no_grad(): for inputs, labels in dataloaders['test']: inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) outputs = model(inputs) _, preds = torch.max(outputs, 1) loss = criterion(outputs, labels) y_true += labels.cpu().numpy().tolist() y_pred += preds.cpu().numpy().tolist() test_losses.append(loss.item() * inputs.size(0)) test_acc.append(torch.sum(preds == labels.data)) epoch_loss = sum(test_losses) / dataset_sizes['test'] epoch_acc = sum(test_acc).double() / dataset_sizes['test'] conf_mat = confusion_matrix(y_true, y_pred) print('Test Loss: {:.4f} Acc: {:.4f}'.format(epoch_loss, epoch_acc)) print('Confusion Matrix:') print(conf_mat) return epoch_loss, epoch_acc, conf_mat ``` 最后,运行代码,得到准确率图,损失图和混淆矩阵: ``` device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu") model_ft = model_ft.to(device) criterion = criterion.to(device) model_ft, train_losses, val_losses, train_acc, val_acc = train_model(model_ft, criterion, optimizer_ft, exp_lr_scheduler, num_epochs=num_epochs) test_loss, test_acc, conf_mat = test_model(model_ft) ``` 其中,train_losses、val_losses、train_acc和val_acc分别为训练集和验证集上的损失和准确率数组,test_loss、test_acc和conf_mat为测试集上的损失、准确率和混淆矩阵。 我们可以使用matplotlib绘制准确率图和损失图: ``` import matplotlib.pyplot as plt plt.plot(train_losses, label='Training loss') plt.plot(val_losses, label='Validation loss') plt.xlabel('Epoch') plt.ylabel('Loss') plt.legend() plt.show() plt.plot(train_acc, label='Training accuracy') plt.plot(val_acc, label='Validation accuracy') plt.xlabel('Epoch') plt.ylabel('Accuracy') plt.legend() plt.show() ``` 混淆矩阵可以使用seaborn绘制: ``` import seaborn as sns sns.heatmap(conf_mat, annot=True, cmap='Blues', xticklabels=class_names, yticklabels=class_names) plt.xlabel('Predicted') plt.ylabel('Actual') plt.title('Confusion Matrix') plt.show() ``` 这样就完成了用pytorch和VGG16处理jaffe数据集的代码,并且给出了准确率图,损失图和混淆矩阵。

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