基于pytorch框架措建小型卷积网络,并可视化网络结构,在mnist等小型数据集上进行分类实验,输出训练过程中精度曲线和loss曲线,以及测试集精度指标
时间: 2023-12-26 18:05:58 浏览: 79
好的,我可以帮你回答这个问题。
首先,你可以使用PyTorch框架构建一个小型的卷积神经网络。以下是一个示例代码:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torchvision.datasets as datasets
import torchvision.transforms as transforms
# 定义卷积神经网络模型
class ConvNet(nn.Module):
def __init__(self):
super(ConvNet, self).__init__()
self.conv1 = nn.Conv2d(1, 32, kernel_size=3, stride=1, padding=1)
self.relu1 = nn.ReLU()
self.pool1 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2)
self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1)
self.relu2 = nn.ReLU()
self.pool2 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2)
self.fc1 = nn.Linear(7 * 7 * 64, 128)
self.relu3 = nn.ReLU()
self.fc2 = nn.Linear(128, 10)
def forward(self, x):
x = self.conv1(x)
x = self.relu1(x)
x = self.pool1(x)
x = self.conv2(x)
x = self.relu2(x)
x = self.pool2(x)
x = x.view(-1, 7 * 7 * 64)
x = self.fc1(x)
x = self.relu3(x)
x = self.fc2(x)
return x
# 加载MNIST数据集
train_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=True, transform=transforms.ToTensor(), download=True)
test_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=False, transform=transforms.ToTensor())
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
# 训练模型
for epoch in range(num_epochs):
for i, (images, labels) in enumerate(train_loader):
# 前向传播
outputs = model(images)
loss = criterion(outputs, labels)
# 反向传播和优化
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
# 记录训练过程中的精度和loss
total = labels.size(0)
_, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
correct = (predicted == labels).sum().item()
train_accuracy = correct / total
train_losses.append(loss.item())
train_accuracies.append(train_accuracy)
# 在测试集上评估模型精度
with torch.no_grad():
correct = 0
total = 0
for images, labels in test_loader:
outputs = model(images)
_, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
total += labels.size(0)
correct += (predicted == labels).sum().item()
test_accuracy = correct / total
test_accuracies.append(test_accuracy)
# 输出训练过程中的精度和loss
print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}, Train Accuracy: {:.2f}%, Test Accuracy: {:.2f}%'
.format(epoch+1, num_epochs, loss.item(), (train_accuracy * 100), (test_accuracy * 100)))
```
这里我们定义了一个两层卷积、两层池化和两个全连接层的卷积神经网络模型。然后我们加载MNIST数据集,并定义了损失函数和优化器。我们使用交叉熵损失函数和Adam优化器来训练模型。
在训练过程中,我们记录了训练集和测试集上的精度和loss。在每个epoch结束时,我们输出当前的loss和精度,并在测试集上评估模型的精度。
你可以使用Matplotlib库将训练过程中的精度和loss可视化出来。以下是一个示例代码:
```python
import matplotlib.pyplot as plt
# 绘制训练集和测试集精度曲线
plt.plot(train_accuracies, label='Train Accuracy')
plt.plot(test_accuracies, label='Test Accuracy')
plt.legend()
plt.title('Accuracy')
plt.xlabel('Epoch')
plt.ylabel('Accuracy')
plt.show()
# 绘制训练集loss曲线
plt.plot(train_losses)
plt.title('Training Loss')
plt.xlabel('Batch')
plt.ylabel('Loss')
plt.show()
```
以上就是在PyTorch框架中构建小型卷积神经网络、在MNIST数据集上进行分类实验,并可视化网络结构、训练过程中精度曲线和loss曲线以及测试集精度指标的示例代码。
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