圆月山庄资源网 Design By www.vgjia.com

MNIST 手写数字识别是一个比较简单的入门项目,相当于深度学习中的 Hello World,可以让我们快速了解构建神经网络的大致过程。虽然网上的案例比较多,但还是要自己实现一遍。代码采用 PyTorch 1.0 编写并运行。

导入相关库

import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, transforms
import torchvision
from torch.autograd import Variable
from torch.utils.data import DataLoader
import cv2

torchvision 用于下载并导入数据集

cv2 用于展示数据的图像

获取训练集和测试集

# 下载训练集
train_dataset = datasets.MNIST(root='./num/',
                train=True,
                transform=transforms.ToTensor(),
                download=True)
# 下载测试集
test_dataset = datasets.MNIST(root='./num/',
               train=False,
               transform=transforms.ToTensor(),
               download=True)

root 用于指定数据集在下载之后的存放路径

transform 用于指定导入数据集需要对数据进行那种变化操作

train是指定在数据集下载完成后需要载入的那部分数据,设置为 True 则说明载入的是该数据集的训练集部分,设置为 False 则说明载入的是该数据集的测试集部分

download 为 True 表示数据集需要程序自动帮你下载

这样设置并运行后,就会在指定路径中下载 MNIST 数据集,之后就可以使用了。

数据装载和预览

# dataset 参数用于指定我们载入的数据集名称
# batch_size参数设置了每个包中的图片数据个数
# 在装载的过程会将数据随机打乱顺序并进打包

# 装载训练集
train_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=train_dataset,
                      batch_size=batch_size,
                      shuffle=True)
# 装载测试集
test_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=test_dataset,
                     batch_size=batch_size,
                     shuffle=True)

在装载完成后,可以选取其中一个批次的数据进行预览:

images, labels = next(iter(data_loader_train))
img = torchvision.utils.make_grid(images)

img = img.numpy().transpose(1, 2, 0)
std = [0.5, 0.5, 0.5]
mean = [0.5, 0.5, 0.5]
img = img * std + mean
print(labels)
cv2.imshow('win', img)
key_pressed = cv2.waitKey(0)

在以上代码中使用了 iter 和 next 来获取取一个批次的图片数据和其对应的图片标签,然后使用 torchvision.utils 中的 make_grid 类方法将一个批次的图片构造成网格模式。

预览图片如下:

详解PyTorch手写数字识别(MNIST数据集)

并且打印出了图片相对应的数字:

详解PyTorch手写数字识别(MNIST数据集)

搭建神经网络

# 卷积层使用 torch.nn.Conv2d
# 激活层使用 torch.nn.ReLU
# 池化层使用 torch.nn.MaxPool2d
# 全连接层使用 torch.nn.Linear

class LeNet(nn.Module):
  def __init__(self):
    super(LeNet, self).__init__()
    self.conv1 = nn.Sequential(nn.Conv2d(1, 6, 3, 1, 2), nn.ReLU(),
                  nn.MaxPool2d(2, 2))

    self.conv2 = nn.Sequential(nn.Conv2d(6, 16, 5), nn.ReLU(),
                  nn.MaxPool2d(2, 2))

    self.fc1 = nn.Sequential(nn.Linear(16 * 5 * 5, 120),
                 nn.BatchNorm1d(120), nn.ReLU())

    self.fc2 = nn.Sequential(
      nn.Linear(120, 84),
      nn.BatchNorm1d(84),
      nn.ReLU(),
      nn.Linear(84, 10))
    	# 最后的结果一定要变为 10,因为数字的选项是 0 ~ 9

  def forward(self, x):
    x = self.conv1(x)
    x = self.conv2(x)
    x = x.view(x.size()[0], -1)
    x = self.fc1(x)
    x = self.fc2(x)
    x = self.fc3(x)
    return x

前向传播内容:

首先经过 self.conv1() 和 self.conv1() 进行卷积处理

然后进行 x = x.view(x.size()[0], -1),对参数实现扁平化(便于后面全连接层输入)

最后通过 self.fc1() 和 self.fc2() 定义的全连接层进行最后的分类

训练模型

device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
batch_size = 64
LR = 0.001

net = LeNet().to(device)
# 损失函数使用交叉熵
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
# 优化函数使用 Adam 自适应优化算法
optimizer = optim.Adam(
  net.parameters(),
  lr=LR,
)

epoch = 1
if __name__ == '__main__':
  for epoch in range(epoch):
    sum_loss = 0.0
    for i, data in enumerate(train_loader):
      inputs, labels = data
      inputs, labels = Variable(inputs).cuda(), Variable(labels).cuda()
      optimizer.zero_grad() #将梯度归零
      outputs = net(inputs) #将数据传入网络进行前向运算
      loss = criterion(outputs, labels) #得到损失函数
      loss.backward() #反向传播
      optimizer.step() #通过梯度做一步参数更新

      # print(loss)
      sum_loss += loss.item()
      if i % 100 == 99:
        print('[%d,%d] loss:%.03f' %
           (epoch + 1, i + 1, sum_loss / 100))
        sum_loss = 0.0

测试模型

net.eval() #将模型变换为测试模式
  correct = 0
  total = 0
  for data_test in test_loader:
    images, labels = data_test
    images, labels = Variable(images).cuda(), Variable(labels).cuda()
    output_test = net(images)
    _, predicted = torch.max(output_test, 1)
    total += labels.size(0)
    correct += (predicted == labels).sum()
  print("correct1: ", correct)
  print("Test acc: {0}".format(correct.item() /
                 len(test_dataset)))

训练及测试的情况:

详解PyTorch手写数字识别(MNIST数据集)

98% 以上的成功率,效果还不错。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

标签:
PyTorch手写数字识别,pytorch,MNIST手写数字识别

圆月山庄资源网 Design By www.vgjia.com
广告合作:本站广告合作请联系QQ:858582 申请时备注:广告合作(否则不回)
免责声明:本站文章均来自网站采集或用户投稿,网站不提供任何软件下载或自行开发的软件! 如有用户或公司发现本站内容信息存在侵权行为,请邮件告知! 858582#qq.com
圆月山庄资源网 Design By www.vgjia.com

稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!

昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。

这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。

而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?