基于 resnet 对 CIFAR-10 图片进行分类,要求准确度达到85以上,并输出分类图像结果

时间: 2023-12-03 14:46:08 浏览: 115
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CIFAR-10的图片分类

好的,这里是一个基于ResNet的CIFAR-10分类器的代码,可以使用PyTorch实现: ``` import torch import torchvision import torchvision.transforms as transforms import torch.nn as nn import torch.optim as optim import matplotlib.pyplot as plt # 定义数据预处理方式 transform_train = transforms.Compose([ transforms.RandomCrop(32, padding=4), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) transform_test = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) # 加载CIFAR-10数据集 trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True, download=True, transform=transform_train) trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=128, shuffle=True, num_workers=2) testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transform_test) testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=100, shuffle=False, num_workers=2) # 定义ResNet模型 class ResidualBlock(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, stride=1): super(ResidualBlock, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=stride, padding=1, bias=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(out_channels) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.conv2 = nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False) self.bn2 = nn.BatchNorm2d(out_channels) self.stride = stride if stride != 1 or in_channels != out_channels: self.shortcut = nn.Sequential( nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=1, stride=stride, bias=False), nn.BatchNorm2d(out_channels) ) else: self.shortcut = nn.Sequential() def forward(self, x): out = self.conv1(x) out = self.bn1(out) out = self.relu(out) out = self.conv2(out) out = self.bn2(out) out += self.shortcut(x) out = self.relu(out) return out class ResNet(nn.Module): def __init__(self, block, num_blocks, num_classes=10): super(ResNet, self).__init__() self.in_channels = 64 self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(64) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.layer1 = self.make_layer(block, 64, num_blocks[0], stride=1) self.layer2 = self.make_layer(block, 128, num_blocks[1], stride=2) self.layer3 = self.make_layer(block, 256, num_blocks[2], stride=2) self.layer4 = self.make_layer(block, 512, num_blocks[3], stride=2) self.avg_pool = nn.AvgPool2d(4) self.fc = nn.Linear(512, num_classes) def make_layer(self, block, out_channels, num_blocks, stride): strides = [stride] + [1] * (num_blocks - 1) layers = [] for stride in strides: layers.append(block(self.in_channels, out_channels, stride)) self.in_channels = out_channels return nn.Sequential(*layers) def forward(self, x): out = self.conv1(x) out = self.bn1(out) out = self.relu(out) out = self.layer1(out) out = self.layer2(out) out = self.layer3(out) out = self.layer4(out) out = self.avg_pool(out) out = out.view(out.size(0), -1) out = self.fc(out) return out net = ResNet(ResidualBlock, [2, 2, 2, 2]) device = 'cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu' net.to(device) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.1, momentum=0.9, weight_decay=5e-4) # 训练模型 def train(net, trainloader, criterion, optimizer): net.train() train_loss = 0 correct = 0 total = 0 for i, data in enumerate(trainloader, 0): inputs, labels = data inputs, labels = inputs.to(device), labels.to(device) optimizer.zero_grad() outputs = net(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += labels.size(0) correct += predicted.eq(labels).sum().item() return train_loss/(i+1), 100.*correct/total # 测试模型 def test(net, testloader, criterion): net.eval() test_loss = 0 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for data in testloader: images, labels = data images, labels = images.to(device), labels.to(device) outputs = net(images) loss = criterion(outputs, labels) test_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += labels.size(0) correct += predicted.eq(labels).sum().item() return test_loss/(len(testloader)), 100.*correct/total # 训练模型并输出分类结果 num_epochs = 200 train_losses, test_losses, train_accs, test_accs = [], [], [], [] for epoch in range(num_epochs): train_loss, train_acc = train(net, trainloader, criterion, optimizer) test_loss, test_acc = test(net, testloader, criterion) train_losses.append(train_loss) test_losses.append(test_loss) train_accs.append(train_acc) test_accs.append(test_acc) print('Epoch [{}/{}], Train Loss: {:.4f}, Train Acc: {:.2f}%, Test Loss: {:.4f}, Test Acc: {:.2f}%' .format(epoch+1, num_epochs, train_loss, train_acc, test_loss, test_acc)) # 保存准确度达到85%以上的模型 if test_acc >= 85: torch.save(net.state_dict(), 'resnet_cifar10.pth') print('Model saved!') # 输出分类结果 net.eval() images, labels = iter(testloader).next() images, labels = images.to(device), labels.to(device) outputs = net(images) _, predicted = torch.max(outputs, 1) # 显示分类结果 fig = plt.figure(figsize=(10, 10)) for i in range(100): ax = fig.add_subplot(10, 10, i+1, xticks=[], yticks=[]) ax.imshow(images.cpu().numpy()[i].transpose((1, 2, 0))) ax.set_title(predicted.cpu().numpy()[i]) plt.show() ``` 这个代码实现了一个ResNet模型,可以对CIFAR-10数据集进行图像分类。在训练过程中,每个epoch会输出训练损失、训练准确率、测试损失和测试准确率。在准确率达到85%以上时,会自动保存模型参数到文件`resnet_cifar10.pth`中。训练结束后,还会输出一个100张测试图像的分类结果。
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