pytorch实现图像分类

时间: 2023-09-23 17:07:30 浏览: 76
PyTorch 是一个基于 Python 的机器学习库,它提供了丰富的工具和接口,可以帮助用户快速构建和训练深度学习模型。下面是一个使用 PyTorch 实现图像分类的简单示例。 1. 准备数据 首先,需要准备数据集。常见的图像分类数据集有 MNIST、CIFAR-10、ImageNet 等。这里以 MNIST 数据集为例,它包含了 60000 张 28x28 像素的手写数字图片,以及相应的标签。 ``` import torch from torchvision import datasets, transforms # 定义数据预处理 transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), # 将图像转换为张量 transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) # 标准化 ]) # 加载数据集 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 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) ``` 2. 构建模型 接下来,需要构建一个 CNN 模型,用于对图像进行分类。这里使用了两个卷积层、两个池化层和三个全连接层。 ``` import torch.nn as nn class Net(nn.Module): def __init__(self): super(Net, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 32, kernel_size=3) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, kernel_size=3) self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2) self.fc1 = nn.Linear(64 * 5 * 5, 512) self.fc2 = nn.Linear(512, 10) def forward(self, x): x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 64 * 5 * 5) x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x # 实例化模型 model = Net() ``` 3. 训练模型 定义好模型后,可以开始训练。这里使用交叉熵损失函数和随机梯度下降优化器进行训练。 ``` import torch.optim as optim # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, momentum=0.5) # 训练模型 for epoch in range(10): for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() if i % 100 == 0: print('Epoch: {}, Batch: {}, Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, i+1, loss.item())) ``` 4. 评估模型 最后,使用测试集对模型进行评估。 ``` # 在测试集上验证模型 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print('Accuracy: {:.2f}%'.format(100 * correct / total)) ``` 完整代码如下: ``` import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms # 准备数据 transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) ]) train_dataset = datasets.MNIST('./data', train=True, download=True, transform=transform) test_dataset = datasets.MNIST('./data', train=False, download=True, transform=transform) 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) # 构建模型 class Net(nn.Module): def __init__(self): super(Net, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 32, kernel_size=3) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, kernel_size=3) self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2) self.fc1 = nn.Linear(64 * 5 * 5, 512) self.fc2 = nn.Linear(512, 10) def forward(self, x): x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 64 * 5 * 5) x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x model = Net() # 训练模型 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, momentum=0.5) for epoch in range(10): for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() if i % 100 == 0: print('Epoch: {}, Batch: {}, Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, i+1, loss.item())) # 评估模型 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print('Accuracy: {:.2f}%'.format(100 * correct / total)) ```
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