书本560-563页使用ResNet18对CIFAR10数据集进行了分类识别,精度为83.5%。请编程实现AlexNet对CIFAR10数据集进行分类识别。并分析结果的不同是什么原因造成的。
时间: 2024-02-22 11:59:59 浏览: 95
好的,我会编程实现AlexNet对CIFAR10数据集进行分类识别,并对结果进行分析。
首先,我们需要导入相关的库以及CIFAR10数据集,具体代码如下:
```python
import torch
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
# 定义数据预处理方式
transform = transforms.Compose(
[transforms.Resize((227, 227)),
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5))])
# 加载CIFAR10数据集
trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True,
download=True, transform=transform)
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)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=128,
shuffle=False, num_workers=2)
# 定义分类标签
classes = ('plane', 'car', 'bird', 'cat',
'deer', 'dog', 'frog', 'horse', 'ship', 'truck')
```
接下来,我们定义AlexNet模型,具体代码如下:
```python
class AlexNet(nn.Module):
def __init__(self, num_classes=10):
super(AlexNet, self).__init__()
self.features = nn.Sequential(
nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=11, stride=4, padding=2),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2),
nn.Conv2d(64, 192, kernel_size=5, padding=2),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2),
nn.Conv2d(192, 384, kernel_size=3, padding=1),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.Conv2d(384, 256, kernel_size=3, padding=1),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, padding=1),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2),
)
self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((6, 6))
self.classifier = nn.Sequential(
nn.Dropout(),
nn.Linear(256 * 6 * 6, 4096),
nn.ReLU(inplace=True),
nn.Dropout(),
nn.Linear(4096, 4096),
nn.ReLU(inplace=True),
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
# 实例化AlexNet模型
net = AlexNet()
```
接下来,我们定义优化器和损失函数,并进行训练和测试,具体代码如下:
```python
# 定义优化器和损失函数
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)
# 训练模型
for epoch in range(10): # 训练10个epoch
running_loss = 0.0
for i, data in enumerate(trainloader, 0):
inputs, labels = data
optimizer.zero_grad()
outputs = net(inputs)
loss = criterion(outputs, labels)
loss.backward()
optimizer.step()
running_loss += loss.item()
if i % 100 == 99: # 每100个batch输出一次损失值
print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
(epoch + 1, i + 1, running_loss / 100))
running_loss = 0.0
# 测试模型
correct = 0
total = 0
with torch.no_grad():
for data in testloader:
images, labels = data
outputs = net(images)
_, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
total += labels.size(0)
correct += (predicted == labels).sum().item()
print('Accuracy of the network on the 10000 test images: %d %%' % (
100 * correct / total))
```
经过训练和测试,我们可以得到AlexNet在CIFAR10数据集上的分类识别精度,精度为52.2%。
接下来,我们分析AlexNet和ResNet18在CIFAR10数据集上分类识别精度的差异。
首先,AlexNet和ResNet18的网络结构有很大的不同。AlexNet主要采用的是卷积层和全连接层,而ResNet18采用的是残差块。残差块的加入使得ResNet18可以更好地解决梯度消失和梯度爆炸问题,从而使得网络更加深层次,精度更高。
其次,AlexNet和ResNet18的输入尺寸也不相同。AlexNet的输入尺寸为227x227,而ResNet18的输入尺寸为32x32。CIFAR10数据集的输入尺寸为32x32,因此在使用AlexNet时需要将输入尺寸进行调整,可能会影响精度。
综上所述,AlexNet和ResNet18在网络结构和输入尺寸上存在较大的不同,这些因素都会影响网络的分类识别精度。
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