调用任意框架,完成对tiny-imagenet的训练过程和分类预测

时间: 2024-02-27 09:53:06 浏览: 180
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Mini-Image Net 的训练与测试数据集

好的,下面我以PyTorch框架为例,演示如何使用该框架完成Tiny-ImageNet的训练和分类预测。 首先,需要下载Tiny-ImageNet数据集,可以从官网上下载并解压。接下来,我们可以使用PyTorch提供的Dataset和DataLoader类来加载数据集。代码如下: ```python import torch import torchvision.transforms as transforms from torchvision.datasets import ImageFolder from torch.utils.data import DataLoader # 定义数据预处理的转换 transform_train = transforms.Compose([ transforms.RandomCrop(64, padding=4), 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.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) # 加载训练集和验证集 train_set = ImageFolder('tiny-imagenet-200/train', transform=transform_train) train_loader = DataLoader(train_set, batch_size=64, shuffle=True, num_workers=4) val_set = ImageFolder('tiny-imagenet-200/val', transform=transform_test) val_loader = DataLoader(val_set, batch_size=64, shuffle=False, num_workers=4) # 加载类别标签 with open('tiny-imagenet-200/wnids.txt', 'r') as f: class_names = sorted([line.strip() for line in f.readlines()]) ``` 接下来,我们可以定义一个卷积神经网络模型,并使用SGD算法进行优化。代码如下: ```python import torch.nn as nn import torch.optim as optim # 定义卷积神经网络模型 class Net(nn.Module): def __init__(self): super(Net, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(32) self.relu1 = nn.ReLU(inplace=True) self.pool1 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn2 = nn.BatchNorm2d(64) self.relu2 = nn.ReLU(inplace=True) self.pool2 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.conv3 = nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn3 = nn.BatchNorm2d(128) self.relu3 = nn.ReLU(inplace=True) self.pool3 = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.fc1 = nn.Linear(128 * 8 * 8, 1024) self.relu4 = nn.ReLU(inplace=True) self.drop1 = nn.Dropout(p=0.5) self.fc2 = nn.Linear(1024, 200) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.bn1(x) x = self.relu1(x) x = self.pool1(x) x = self.conv2(x) x = self.bn2(x) x = self.relu2(x) x = self.pool2(x) x = self.conv3(x) x = self.bn3(x) x = self.relu3(x) x = self.pool3(x) x = x.view(-1, 128 * 8 * 8) x = self.fc1(x) x = self.relu4(x) x = self.drop1(x) x = self.fc2(x) return x # 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) ``` 在模型训练过程中,我们可以使用训练集对模型进行训练,并使用验证集来评估模型性能。代码如下: ```python # 定义模型训练函数 def train(net, train_loader, criterion, optimizer, epoch): net.train() train_loss = 0 correct = 0 total = 0 for batch_idx, (inputs, targets) in enumerate(train_loader): inputs, targets = inputs.cuda(), targets.cuda() optimizer.zero_grad() outputs = net(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() print('Epoch: %d, Train Loss: %.3f, Train Acc: %.3f%% (%d/%d)' % (epoch, train_loss / len(train_loader), 100. * correct / total, correct, total)) # 定义模型验证函数 def validate(net, val_loader, criterion): net.eval() val_loss = 0 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for batch_idx, (inputs, targets) in enumerate(val_loader): inputs, targets = inputs.cuda(), targets.cuda() outputs = net(inputs) loss = criterion(outputs, targets) val_loss += loss.item() _, predicted = outputs.max(1) total += targets.size(0) correct += predicted.eq(targets).sum().item() print('Val Loss: %.3f, Val Acc: %.3f%% (%d/%d)' % (val_loss / len(val_loader), 100. * correct / total, correct, total)) # 开始模型训练 net.cuda() for epoch in range(100): train(net, train_loader, criterion, optimizer, epoch) validate(net, val_loader, criterion) ``` 最后,我们可以使用训练好的模型对测试集进行分类预测,并输出预测结果。代码如下: ```python # 加载测试集 test_set = ImageFolder('tiny-imagenet-200/test', transform=transform_test) test_loader = DataLoader(test_set, batch_size=64, shuffle=False, num_workers=4) # 对测试集进行分类预测 net.eval() test_preds = [] with torch.no_grad(): for batch_idx, (inputs, targets) in enumerate(test_loader): inputs = inputs.cuda() outputs = net(inputs) _, predicted = outputs.max(1) test_preds.extend(predicted.cpu().numpy()) # 输出预测结果 with open('tiny-imagenet-200/val/val_annotations.txt', 'r') as f: lines = f.readlines() class_to_idx = {class_names[i]: i for i in range(len(class_names))} idx_to_class = {i: class_names[i] for i in range(len(class_names))} test_filenames = [line.split()[0] for line in lines] test_labels = [class_to_idx[line.split()[1]] for line in lines] test_acc = sum([1 if pred == true_label else 0 for pred, true_label in zip(test_preds, test_labels)]) / len(test_labels) print('Test Acc: %.3f%% (%d/%d)' % (100. * test_acc, sum([1 if pred == true_label else 0 for pred, true_label in zip(test_preds, test_labels)]), len(test_labels))) ``` 以上就是使用PyTorch框架完成Tiny-ImageNet的训练和分类预测的完整代码。注意,由于数据集较大,训练和预测可能需要较长时间。
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