一共有12类不同的图像,分别被划分为训练集,验证集,分别在data文件夹下的train文件夹和val文件夹中。这12类图像中,其中有11类图像描述着各种各样的问题,分别在data文件夹下的train1文件夹和val1文件夹中。有1类图像是无缺陷的图像,分别在data文件夹下的train2文件夹和val2文件夹中。现在准备在一个分支上将11类有问题的图像用resnet34网络进行训练,再在另一个分支上将1类无问题的图像用resnet34网络进行训练,然后将这两个分支得到的结果进行相减,相减之后得到的结果,再次通过resnet34网络进行训练,对12类图像的数据集进行训练、验证。请给出相应代码,并使用ContrastiveLoss作为损失函数。

时间: 2023-07-15 20:15:18 浏览: 93
以下是相应的代码,使用PyTorch实现。 首先,我们需要导入所需的库和模块: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.utils.data as data import torchvision.transforms as transforms from torchvision.datasets import ImageFolder ``` 然后,定义训练和验证数据集的路径: ```python train_data_path = 'data/train' val_data_path = 'data/val' train1_data_path = 'data/train1' val1_data_path = 'data/val1' train2_data_path = 'data/train2' val2_data_path = 'data/val2' ``` 接下来,定义数据预处理方式: ```python transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(256), transforms.CenterCrop(224), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225]) ]) ``` 然后,定义11类有问题图像的数据集和1类无问题图像的数据集: ```python train_dataset1 = ImageFolder(train1_data_path, transform=transform) val_dataset1 = ImageFolder(val1_data_path, transform=transform) train_dataset2 = ImageFolder(train2_data_path, transform=transform) val_dataset2 = ImageFolder(val2_data_path, transform=transform) ``` 接下来,定义ResNet34模型: ```python class ResNet34(nn.Module): def __init__(self, num_classes=1000): super().__init__() self.resnet = torch.hub.load('pytorch/vision:v0.9.0', 'resnet34', pretrained=False) self.resnet.fc = nn.Linear(self.resnet.fc.in_features, num_classes) def forward(self, x): x = self.resnet(x) return x ``` 接下来,定义训练和验证函数: ```python def train(model, dataloader, optimizer, criterion, device): model.train() running_loss = 0.0 for i, (inputs, labels) in enumerate(dataloader): 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) epoch_loss = running_loss / len(dataloader.dataset) return epoch_loss def validate(model, dataloader, criterion, device): model.eval() running_loss = 0.0 running_corrects = 0 with torch.no_grad(): for i, (inputs, labels) in enumerate(dataloader): inputs = inputs.to(device) labels = labels.to(device) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) _, preds = torch.max(outputs, 1) running_loss += loss.item() * inputs.size(0) running_corrects += torch.sum(preds == labels.data) epoch_loss = running_loss / len(dataloader.dataset) epoch_acc = running_corrects.double() / len(dataloader.dataset) return epoch_loss, epoch_acc ``` 然后,定义训练和验证参数: ```python batch_size = 32 num_epochs1 = 10 num_epochs2 = 10 lr1 = 0.001 lr2 = 0.001 num_classes1 = 11 num_classes2 = 1 ``` 接下来,定义11类有问题图像的数据集和1类无问题图像的数据集的数据加载器: ```python train_loader1 = data.DataLoader(train_dataset1, batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=4) val_loader1 = data.DataLoader(val_dataset1, batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=4) train_loader2 = data.DataLoader(train_dataset2, batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=4) val_loader2 = data.DataLoader(val_dataset2, batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=4) ``` 然后,定义11类有问题图像的ResNet34模型和1类无问题图像的ResNet34模型: ```python model1 = ResNet34(num_classes=num_classes1) model2 = ResNet34(num_classes=num_classes2) ``` 接下来,定义优化器和损失函数: ```python optimizer1 = optim.Adam(model1.parameters(), lr=lr1) optimizer2 = optim.Adam(model2.parameters(), lr=lr2) criterion1 = nn.CrossEntropyLoss() criterion2 = nn.CrossEntropyLoss() ``` 然后,训练11类有问题图像的ResNet34模型: ```python device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') model1.to(device) best_loss1 = float('inf') for epoch in range(num_epochs1): train_loss1 = train(model1, train_loader1, optimizer1, criterion1, device) val_loss1, val_acc1 = validate(model1, val_loader1, criterion1, device) print(f'Epoch {epoch + 1}/{num_epochs1}, Train Loss: {train_loss1:.4f}, Val Loss: {val_loss1:.4f}, Val Acc: {val_acc1:.4f}') if val_loss1 < best_loss1: best_loss1 = val_loss1 torch.save(model1.state_dict(), 'resnet34_1.pt') ``` 接下来,训练1类无问题图像的ResNet34模型: ```python device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') model2.to(device) best_loss2 = float('inf') for epoch in range(num_epochs2): train_loss2 = train(model2, train_loader2, optimizer2, criterion2, device) val_loss2, val_acc2 = validate(model2, val_loader2, criterion2, device) print(f'Epoch {epoch + 1}/{num_epochs2}, Train Loss: {train_loss2:.4f}, Val Loss: {val_loss2:.4f}, Val Acc: {val_acc2:.4f}') if val_loss2 < best_loss2: best_loss2 = val_loss2 torch.save(model2.state_dict(), 'resnet34_2.pt') ``` 接下来,定义相减模型: ```python class SubtractModel(nn.Module): def __init__(self, model1, model2): super().__init__() self.model1 = model1 self.model2 = model2 def forward(self, x1, x2): x1 = self.model1(x1) x2 = self.model2(x2) return x1 - x2 ``` 接下来,定义相减模型和12类图像的ResNet34模型: ```python sub_model = SubtractModel(model1, model2) model3 = ResNet34(num_classes=12) ``` 接下来,定义优化器和损失函数: ```python optimizer3 = optim.Adam(model3.parameters(), lr=lr1) criterion3 = nn.ContrastiveLoss() ``` 然后,定义12类图像的数据集: ```python train_dataset = ImageFolder(train_data_path, transform=transform) val_dataset = ImageFolder(val_data_path, transform=transform) ``` 接下来,定义12类图像的数据集的数据加载器: ```python train_loader = data.DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=4) val_loader = data.DataLoader(val_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=4) ``` 接下来,训练相减模型和12类图像的ResNet34模型: ```python device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') sub_model.to(device) model3.to(device) best_loss3 = float('inf') for epoch in range(num_epochs1): running_loss = 0.0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): inputs1 = inputs inputs2 = inputs inputs1[:, :3, :, :] = inputs[:, 3:, :, :] inputs2[:, :3, :, :] = inputs[:, :3, :, :] inputs1 = inputs1.to(device) inputs2 = inputs2.to(device) labels = labels.to(device) optimizer3.zero_grad() outputs = sub_model(inputs1, inputs2) loss = criterion3(outputs, labels) loss.backward() optimizer3.step() running_loss += loss.item() * inputs.size(0) epoch_loss = running_loss / len(train_loader.dataset) val_loss, val_acc = validate(model3, val_loader, criterion1, device) print(f'Epoch {epoch + 1}/{num_epochs1}, Train Loss: {epoch_loss:.4f}, Val Loss: {val_loss:.4f}, Val Acc: {val_acc:.4f}') if val_loss < best_loss3: best_loss3 = val_loss torch.save(model3.state_dict(), 'resnet34_3.pt') ``` 最后,我们可以使用训练好的模型进行预测,评估模型的性能。
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