pytorch之图像分类

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满心欢喜的来跑这个图像分类,上来就报了个错。
安装torchvision 疯狂报这个错:
raise NotSupportedError(base.range(), “slicing multiple dimensions at the same time isn’t supported yet”)
torch.jit.frontend.NotSupportedError: slicing multiple dimensions at the same time isn’t supported yet


报错

解决了,版本兼容问题.


image.png

安装0.2.0就不会报错了


image.png

解决了环境问题我们就正式开始吧。

首先要解决的是怎么处理数据:
对于图像,pytorch有一个专门的工具包叫torchvision,也就是我们上面安装的那个。这个包可以加载一些公共的数据集,例如MNIST、CIFAR10等。
根据这个网络教程,这次使用的数据集是CIFAR10.
CIFAR10介绍

训练步骤:
1.加载数据集(大致了解就行,不用太深入了解)
2.定义卷积神经网络(第一次没看懂没关系,多看几次,多复现几次就能明白)
3.定义损失函数(如果明白理论,这一步是非常简单的)
4.训练
5.测试
我们一步一步来:
先加载数据

import torch
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
#torchvision 处理的数据
transform = 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)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=4,
                                          shuffle=True, num_workers=0)
testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False,
                                       download=True, transform=transform)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=4,
                                         shuffle=False, num_workers=0)
classes = ('plane', 'car', 'bird', 'cat',
           'deer', 'dog', 'frog', 'horse', 'ship', 'truck')


image.png

训练集和测试集就都下载好了

现在我们运行一段代码来可视化一下:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# functions to show an image
def imshow(img):
    img = img / 2 + 0.5     # unnormalize
    npimg = img.numpy()
    plt.imshow(np.transpose(npimg, (1, 2, 0)))
    plt.show()
# get some random training images
dataiter = iter(trainloader)
images, labels = dataiter.next()
# show images
imshow(torchvision.utils.make_grid(images))
# print labels
print(' '.join('%5s' % classes[labels[j]] for j in range(4)))


可视化结果


输出

图片分辨率只有32×32,所有有点模糊,
可以看出第一幅是船(ship)第二、第三都是鸟(bird)最后一个是货车(truck)

第一步完成了,现在定义网络:网络定义上一篇文章有详细讲过,这里只是稍加改动,将输入的单通道改成三通道(不懂通道的可以微信我)。

import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
class Net(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(3, 6, 5)
        self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2)
        self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 5)
        self.fc1 = nn.Linear(16 * 5 * 5, 120)
        self.fc2 = nn.Linear(120, 84)
        self.fc3 = nn.Linear(84, 10)
    def forward(self, x):
        x = self.pool(F.relu(self.conv1(x)))
        x = self.pool(F.relu(self.conv2(x)))
        x = x.view(-1, 16 * 5 * 5)
        x = F.relu(self.fc1(x))
        x = F.relu(self.fc2(x))
        x = self.fc3(x)
        return x
net = Net()

下面定义损失函数和优化器:

import torch.optim as optim
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)

训练

#每一个epoch表示网络将所有图像训练一遍,这里循环为0、1,也就是要把所有图像训练两次。
for epoch in range(2):
    running_loss = 0.0
    #读取数据训练数据
    for i, data in enumerate(trainloader, 0):
        inputs, labels = data
        #梯度清零
        optimizer.zero_grad()
        #前向传播
        outputs = net(inputs)
        #计算损失
        loss = criterion(outputs, labels)
        #反向传播
        loss.backward()
        #优化更新参数
        optimizer.step()
        #累加计算损失
        running_loss += loss.item()
        if i % 2000 == 1999:
            print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
                  (epoch + 1, i + 1, running_loss / 2000))
            running_loss = 0.0
print('Finished Training')


输出

这样就完成了训练,可以看到损失值在逐步稳定的下降,也就说明模型越来越好。

我们没有把模型保存下来,所以训练完直接预测:
先看一下我们要预测的图片:

dataiter = iter(testloader)
images, labels = dataiter.next()
# show images
imshow(torchvision.utils.make_grid(images))
# print labels
print(' '.join('%5s' % classes[labels[j]] for j in range(4)))

这代码跟上面显示训练集代码基本一样,就是把训练集换成了测试集。


输出


测试集

可以看到这4个类分别是猫、船、船、飞机。
测试:

#将测试图片输入网络中
outputs = net(images)
_, predicted = torch.max(outputs, 1)
print('Predicted: ', ' '.join('%5s' % classes[predicted[j]]
                              for j in range(4)))

因为网络输出outputs是输出10个概率值,这10个概率加起来等于1,谁的概率大,这个就表示是哪个类。所以我们用torch.max来取outouts中与1最接近,也就是最大的那个概率值,然后将这个值的索引返回给predicted,后面通过调用这个索引来看具体是哪个类。


输出

可以看到除了第一个cat猫预测对了,其他三个都预测错了。哈哈哈 这个网络不太行呀。
不过没关系,熟悉这个流程就行。大家可以自己动手改一改网络看会不会有更好的效果。
这个网络结构较小,在cpu上也可以跑起来哦。
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image
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