假设我现在要使用pytorch框架做深度学习,已知我有一些火焰图像,还有一个csv文件,命名为"CDS.csv",在这个csv文件中有一列参数,标题为“temperature”,一张火焰图像对应“temperature”列下面的一行参数,也就是说,我要通过图像识别,使卷积神经网络在接收到火焰图像时,自动判断它对应的参数是多少,不使用CUDA,使用CPU加速,请以此为背景,写出完整的代码,并给每一行代码加上注释,并且解释每个变量代表的含义
时间: 2023-06-14 18:05:17 浏览: 86
好的,以下是您需要的代码及注释解释:
```
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torchvision.transforms as transforms
import pandas as pd
from PIL import Image
# 定义数据集类
class FlameDataset(torch.utils.data.Dataset):
def __init__(self, csv_file, root_dir, transform=None):
self.data = pd.read_csv(csv_file)
self.root_dir = root_dir
self.transform = transform
def __len__(self):
return len(self.data)
def __getitem__(self, idx):
img_name = os.path.join(self.root_dir, str(idx)+'.jpg')
image = Image.open(img_name)
temperature = self.data.iloc[idx, 0] # 获取对应的温度值
if self.transform:
image = self.transform(image)
return image, temperature
# 定义卷积神经网络模型
class CNN(nn.Module):
def __init__(self):
super(CNN, self).__init__()
self.conv1 = nn.Conv2d(3, 6, 5) # 输入通道数为3,输出通道数为6,卷积核大小为5
self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2) # 最大池化层,窗口大小为2,步幅为2
self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 5) # 输入通道数为6,输出通道数为16,卷积核大小为5
self.fc1 = nn.Linear(16 * 5 * 5, 120) # 全连接层,输入大小为16*5*5,输出大小为120
self.fc2 = nn.Linear(120, 84) # 全连接层,输入大小为120,输出大小为84
self.fc3 = nn.Linear(84, 1) # 全连接层,输入大小为84,输出大小为1
def forward(self, x):
x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv1(x))) # 卷积 -> 激活 -> 池化
x = self.pool(nn.functional.relu(self.conv2(x))) # 卷积 -> 激活 -> 池化
x = x.view(-1, 16 * 5 * 5) # 展开为一维向量
x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) # 全连接 -> 激活
x = nn.functional.relu(self.fc2(x)) # 全连接 -> 激活
x = self.fc3(x) # 全连接
return x
# 数据增强
transform = transforms.Compose([
transforms.RandomHorizontalFlip(),
transforms.RandomVerticalFlip(),
transforms.ToTensor()
])
# 实例化数据集
dataset = FlameDataset(csv_file='CDS.csv', root_dir='images/', transform=transform)
# 实例化数据加载器
dataloader = torch.utils.data.DataLoader(dataset, batch_size=4, shuffle=True)
# 实例化模型
model = CNN()
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)
# 训练模型
for epoch in range(10):
running_loss = 0.0
for i, data in enumerate(dataloader, 0):
inputs, labels = data
optimizer.zero_grad()
outputs = model(inputs)
loss = criterion(outputs, labels.float().unsqueeze(1))
loss.backward()
optimizer.step()
running_loss += loss.item()
if i % 2000 == 1999:
print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
(epoch+1, i+1, running_loss/2000))
running_loss = 0.0
print('Finished Training')
```
代码解释如下:
- `torch`、`torch.nn`、`torch.optim`、`torchvision.transforms`、`pandas`、`os`、`PIL.Image`都是Python库,需要提前安装。
- `FlameDataset`是一个继承自`torch.utils.data.Dataset`的类,用于加载火焰图像和对应的温度值。
- `CNN`是一个继承自`nn.Module`的类,用于定义卷积神经网络模型。
- `transforms`是数据增强的操作,包括随机水平翻转、随机竖直翻转、转换为张量。
- `dataset`是`FlameDataset`类的实例,指定了csv文件和图像文件夹,并传入了数据增强操作。
- `dataloader`是`torch.utils.data.DataLoader`类的实例,用于批量加载数据。
- `model`是`CNN`类的实例,即卷积神经网络模型。
- `criterion`是损失函数,采用均方误差损失。
- `optimizer`是优化器,采用随机梯度下降算法。
- 训练模型时,将数据通过数据加载器传入模型进行训练,每个batch的大小为4,共训练10个epoch。
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