使用pytorch实现用shufflenet v2进行图像分类,并给出模型代码,训练代码,并描述整个过程

时间: 2023-08-07 10:03:13 浏览: 61
ShuffleNet V2是一种轻量级的深度神经网络,适用于移动设备和嵌入式设备上的图像分类任务。它采用了channel shuffle的思想,在保证模型精度的同时,大大减少了模型的计算量和参数量。 下面是使用PyTorch实现ShuffleNet V2进行图像分类的模型代码和训练代码: ```python import torch import torch.nn as nn class ShuffleBlock(nn.Module): def __init__(self, groups=2): super(ShuffleBlock, self).__init__() self.groups = groups def forward(self, x): batch_size, channels, height, width = x.size() channels_per_group = channels // self.groups x = x.view(batch_size, self.groups, channels_per_group, height, width) x = x.transpose(1, 2).contiguous() x = x.view(batch_size, -1, height, width) return x class ShuffleNetV2(nn.Module): def __init__(self, num_classes=1000): super(ShuffleNetV2, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 24, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(24) self.maxpool = nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2, padding=1) self.stage2 = self._make_stage(24, 116, 3) self.stage3 = self._make_stage(116, 232, 4) self.stage4 = self._make_stage(232, 464, 6) self.conv5 = nn.Conv2d(464, 1024, kernel_size=1, stride=1, padding=0, bias=False) self.bn5 = nn.BatchNorm2d(1024) self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1)) self.fc = nn.Linear(1024, num_classes) def _make_stage(self, in_channels, out_channels, repeat): layers = [] layers.append(nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=1, stride=1, padding=0, bias=False)) layers.append(nn.BatchNorm2d(out_channels)) layers.append(nn.ReLU(inplace=True)) for i in range(repeat): layers.append(ShuffleBlock()) layers.append(nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=1, stride=1, padding=0, bias=False)) layers.append(nn.BatchNorm2d(out_channels)) layers.append(nn.ReLU(inplace=True)) return nn.Sequential(*layers) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.bn1(x) x = nn.ReLU(inplace=True)(x) x = self.maxpool(x) x = self.stage2(x) x = self.stage3(x) x = self.stage4(x) x = self.conv5(x) x = self.bn5(x) x = nn.ReLU(inplace=True)(x) x = self.avgpool(x) x = x.view(x.size(0), -1) x = self.fc(x) return x ``` 上面的代码实现了ShuffleNet V2的主体结构。通过_make_stage函数可以定义每个stage的结构,其中包含多个ShuffleBlock以及卷积、BN和ReLU激活函数等操作。在forward函数中,将主体结构按照顺序连接起来,最后通过全局平均池化和全连接层输出分类结果。 下面是使用PyTorch进行模型训练的代码: ```python import torch.optim as optim import torchvision.transforms as transforms import torchvision.datasets as datasets # 数据预处理 transform_train = transforms.Compose([ transforms.RandomResizedCrop(224), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) transform_test = transforms.Compose([ transforms.Resize(256), transforms.CenterCrop(224), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) # 加载训练集和测试集 trainset = 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 = datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transform_test) testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=128, shuffle=False, num_workers=2) # 定义模型 net = ShuffleNetV2(num_classes=10) # 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=0.0001) # 训练模型 for epoch in range(200): 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: 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 test images: %d %%' % (100 * correct / total)) ``` 上面的代码中,使用了CIFAR10数据集进行模型训练和测试。在训练过程中,定义了交叉熵损失函数和随机梯度下降优化器,并使用了数据增强技术。在每个epoch结束后,通过测试集计算模型的准确率。

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