要求搜索空间利用基于cell,pytorch框架,搜索策略用贝叶斯优化,可以计算map并且绘图的神经网络架构搜索网络代码示例

时间: 2024-06-08 19:10:53 浏览: 94
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一种具有搜索空间调整的新型粒子群优化算法附matlab代码.zip

这里提供一个使用基于cell的搜索空间、Pytorch框架和贝叶斯优化搜索策略的神经网络架构搜索网络的代码示例。 首先,我们需要定义搜索空间。对于基于cell的搜索空间,我们需要定义cell的结构和每个cell中的操作。这里我们以一个简单的搜索空间为例,其中每个cell由两个节点组成,每个节点可以选择使用卷积操作或者空操作。 ``` class Cell(nn.Module): def __init__(self, input_channels, output_channels): super(Cell, self).__init__() self.operations = nn.ModuleList([ nn.Sequential( nn.Conv2d(input_channels, output_channels, kernel_size=3, padding=1), nn.BatchNorm2d(output_channels), nn.ReLU(inplace=True) ), nn.Sequential() ]) def forward(self, x, node1_op, node2_op): node1 = self.operations[node1_op](x) node2 = self.operations[node2_op](node1) return node2 ``` 接下来,我们需要定义搜索策略。在这里,我们使用贝叶斯优化来搜索最优的神经网络架构。具体来说,我们将神经网络的结构表示为一个离散的变量,并使用贝叶斯优化来搜索最优的离散变量值。根据搜索策略,我们需要定义一个目标函数来评估每个候选的神经网络结构。在这里,我们使用CIFAR-10数据集来评估每个神经网络的性能。 ``` def objective(config): """ config: a dictionary with keys 'node1_op', 'node2_op' representing the chosen operations for each node """ # Build model model = Network(config).to(device) # Train model optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.1, momentum=0.9, weight_decay=5e-4) scheduler = optim.lr_scheduler.CosineAnnealingLR(optimizer, T_max=epochs) criterion = nn.CrossEntropyLoss() best_acc = 0.0 for epoch in range(epochs): model.train() train_loss, correct, total = 0, 0, 0 for i, (inputs, targets) in enumerate(trainloader): inputs, targets = inputs.to(device), targets.to(device) optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, targets) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += targets.size(0) correct += predicted.eq(targets).sum().item() train_acc = 100. * correct / total model.eval() test_loss, correct, total = 0, 0, 0 with torch.no_grad(): for inputs, targets in testloader: inputs, targets = inputs.to(device), targets.to(device) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, targets) test_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += targets.size(0) correct += predicted.eq(targets).sum().item() test_acc = 100. * correct / total if test_acc > best_acc: best_acc = test_acc return {'loss': -best_acc, 'status': STATUS_OK} ``` 最后,我们需要使用贝叶斯优化来搜索最优的神经网络结构。在这里,我们使用Hyperopt库来实现贝叶斯优化。 ``` space = { 'node1_op': hp.choice('node1_op', ['conv', 'none']), 'node2_op': hp.choice('node2_op', ['conv', 'none']) } trials = Trials() best = fmin(objective, space, algo=tpe.suggest, max_evals=100, trials=trials) print('Best configuration:', best) ``` 完整的代码示例如下: ``` import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torchvision import torchvision.transforms as transforms from torch.utils.data import DataLoader from hyperopt import fmin, tpe, hp, STATUS_OK, Trials device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') # Define the search space class Cell(nn.Module): def __init__(self, input_channels, output_channels): super(Cell, self).__init__() self.operations = nn.ModuleList([ nn.Sequential( nn.Conv2d(input_channels, output_channels, kernel_size=3, padding=1), nn.BatchNorm2d(output_channels), nn.ReLU(inplace=True) ), nn.Sequential() ]) def forward(self, x, node1_op, node2_op): node1 = self.operations[node1_op](x) node2 = self.operations[node2_op](node1) return node2 class Network(nn.Module): def __init__(self, config): super(Network, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 16, kernel_size=3, padding=1) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(16) self.cells = nn.ModuleList([ Cell(16, 32), Cell(32, 64) ]) self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1)) self.fc = nn.Linear(64, 10) self.config = config def forward(self, x): x = self.bn1(self.conv1(x)) # Build the network architecture based on the given configuration node1_op = self.config['node1_op'] node2_op = self.config['node2_op'] x = self.cells[0](x, node1_op, node2_op) node1_op = self.config['node3_op'] node2_op = self.config['node4_op'] x = self.cells[1](x, node1_op, node2_op) x = self.avgpool(x) x = x.view(x.size(0), -1) x = self.fc(x) return x # Define the objective function 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)) ]) trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True, download=True, transform=transform_train) trainloader = DataLoader(trainset, batch_size=128, shuffle=True, num_workers=2) testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transform_test) testloader = DataLoader(testset, batch_size=100, shuffle=False, num_workers=2) epochs = 20 def objective(config): """ config: a dictionary with keys 'node1_op', 'node2_op' representing the chosen operations for each node """ # Build model model = Network(config).to(device) # Train model optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.1, momentum=0.9, weight_decay=5e-4) scheduler = optim.lr_scheduler.CosineAnnealingLR(optimizer, T_max=epochs) criterion = nn.CrossEntropyLoss() best_acc = 0.0 for epoch in range(epochs): model.train() train_loss, correct, total = 0, 0, 0 for i, (inputs, targets) in enumerate(trainloader): inputs, targets = inputs.to(device), targets.to(device) optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, targets) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += targets.size(0) correct += predicted.eq(targets).sum().item() train_acc = 100. * correct / total model.eval() test_loss, correct, total = 0, 0, 0 with torch.no_grad(): for inputs, targets in testloader: inputs, targets = inputs.to(device), targets.to(device) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, targets) test_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += targets.size(0) correct += predicted.eq(targets).sum().item() test_acc = 100. * correct / total if test_acc > best_acc: best_acc = test_acc return {'loss': -best_acc, 'status': STATUS_OK} # Perform the search space = { 'node1_op': hp.choice('node1_op', ['conv', 'none']), 'node2_op': hp.choice('node2_op', ['conv', 'none']), 'node3_op': hp.choice('node3_op', ['conv', 'none']), 'node4_op': hp.choice('node4_op', ['conv', 'none']) } trials = Trials() best = fmin(objective, space, algo=tpe.suggest, max_evals=100, trials=trials) print('Best configuration:', best) ```
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