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 13:17:54 浏览: 25
好的,我会为您提供相关代码和结果。请稍等片刻。 以下是使用PyTorch和VGG16处理jaffe数据集的代码,帮助您划分数据集、训练网络、验证准确率和测试网络。 首先,安装必要的库: ``` !pip install torch torchvision !pip install scikit-learn pandas matplotlib ``` 导入库: ``` import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torchvision.models as models from torch.utils.data import Dataset, DataLoader from torchvision import transforms from sklearn.metrics import confusion_matrix import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt ``` 定义一些超参数: ``` batch_size = 32 num_epochs = 50 learning_rate = 0.001 ``` 准备数据集: ``` class JaffeDataset(Dataset): def __init__(self, csv_file, root_dir, transform=None): self.landmarks_frame = pd.read_csv(csv_file) self.root_dir = root_dir self.transform = transform def __len__(self): return len(self.landmarks_frame) def __getitem__(self, idx): img_name = os.path.join(self.root_dir, self.landmarks_frame.iloc[idx, 0]) image = io.imread(img_name) label = self.landmarks_frame.iloc[idx, 1] if self.transform: image = self.transform(image) return image, label data_transforms = { 'train': transforms.Compose([transforms.ToPILImage(), transforms.Resize((224, 224)), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5], [0.5, 0.5, 0.5]) ]), 'val': transforms.Compose([transforms.ToPILImage(), transforms.Resize((224, 224)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5], [0.5, 0.5, 0.5]) ]) } train_dataset = JaffeDataset(csv_file='jaffe_training.csv', root_dir='jaffe/', transform=data_transforms['train']) val_dataset = JaffeDataset(csv_file='jaffe_validation.csv', root_dir='jaffe/', transform=data_transforms['val']) test_dataset = JaffeDataset(csv_file='jaffe_testing.csv', root_dir='jaffe/', transform=data_transforms['val']) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) val_loader = DataLoader(val_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) ``` 定义模型,这里使用预训练的VGG16网络,并且只修改最后一个全连接层的输出维度: ``` class VGG16(nn.Module): def __init__(self, num_classes=7): super(VGG16, self).__init__() self.features = models.vgg16(pretrained=True).features self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d(output_size=(7, 7)) self.classifier = nn.Sequential( nn.Linear(512 * 7 * 7, 4096), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout(), nn.Linear(4096, 4096), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout(), nn.Linear(4096, num_classes), ) def forward(self, x): x = self.features(x) x = self.avgpool(x) x = torch.flatten(x, 1) x = self.classifier(x) return x model = VGG16(num_classes=7) ``` 配置GPU或CPU运行环境: ``` device = torch.device("cpu") if torch.cuda.is_available(): device = torch.device("cuda:0") if torch.cuda.device_count() > 1: print("Using", torch.cuda.device_count(), "GPUs!") model = nn.DataParallel(model) model.to(device) ``` 定义损失函数和优化器: ``` criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=learning_rate, momentum=0.9) ``` 训练模型: ``` train_loss = [] val_loss = [] train_acc = [] val_acc = [] for epoch in range(num_epochs): model.train() running_loss = 0.0 running_corrects = 0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() * inputs.size(0) _, preds = torch.max(outputs, 1) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) train_loss.append(running_loss / len(train_dataset)) train_acc.append(running_corrects.double() / len(train_dataset)) model.eval() with torch.no_grad(): running_loss = 0.0 running_corrects = 0 for i, (inputs, labels) in enumerate(val_loader): inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) running_loss += loss.item() * inputs.size(0) _, preds = torch.max(outputs, 1) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) val_loss.append(running_loss / len(val_dataset)) val_acc.append(running_corrects.double() / len(val_dataset)) print("[Epoch %d] Train loss: %.3f Train acc: %.3f Val loss: %.3f Val acc: %.3f" % (epoch+1, train_loss[-1], train_acc[-1], val_loss[-1], val_acc[-1])) plt.plot(train_loss, label='train') plt.plot(val_loss, label='validation') plt.legend() plt.title('Loss') plt.show() plt.plot(train_acc, label='train') plt.plot(val_acc, label='validation') plt.legend() plt.title('Accuracy') plt.show() ``` 计算测试准确率和混淆矩阵: ``` model.eval() y_pred = [] y_true = [] with torch.no_grad(): for i, (inputs, labels) in enumerate(test_loader): inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) outputs = model(inputs) _, preds = torch.max(outputs, 1) y_pred.extend(list(preds.cpu().numpy())) y_true.extend(list(labels.cpu().numpy())) cm = confusion_matrix(y_true, y_pred) print(cm) ``` 最后,您将得到训练和验证准确率、损失函数图、测试准确率和混淆矩阵。请注意,这些结果将因训练时的初始化和超参数设置而略有不同。 希望这个代码示例可以帮助您!

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