当前位置: 首页 > news >正文

Pytorch | 从零构建MobileNet对CIFAR10进行分类

Pytorch | 从零构建MobileNet对CIFAR10进行分类

  • CIFAR10数据集
  • MobileNet
    • 设计理念
    • 网络结构
    • 技术优势
    • 应用领域
  • MobileNet结构代码详解
    • 结构代码
    • 代码详解
      • DepthwiseSeparableConv 类
        • 初始化方法
        • 前向传播 forward 方法
      • MobileNet 类
        • 初始化方法
        • 前向传播 forward 方法
  • 训练和测试
    • 训练代码train.py
    • 测试代码test.py
    • 训练过程和测试结果
  • 代码汇总
    • mobilenet.py
    • train.py
    • test.py

前面文章我们构建了AlexNet、Vgg、GoogleNet对CIFAR10进行分类:
Pytorch | 从零构建AlexNet对CIFAR10进行分类
Pytorch | 从零构建Vgg对CIFAR10进行分类
Pytorch | 从零构建GoogleNet对CIFAR10进行分类
Pytorch | 从零构建ResNet对CIFAR10进行分类
这篇文章我们来构建MobileNet.

CIFAR10数据集

CIFAR-10数据集是由加拿大高级研究所(CIFAR)收集整理的用于图像识别研究的常用数据集,基本信息如下:

  • 数据规模:该数据集包含60,000张彩色图像,分为10个不同的类别,每个类别有6,000张图像。通常将其中50,000张作为训练集,用于模型的训练;10,000张作为测试集,用于评估模型的性能。
  • 图像尺寸:所有图像的尺寸均为32×32像素,这相对较小的尺寸使得模型在处理该数据集时能够相对快速地进行训练和推理,但也增加了图像分类的难度。
  • 类别内容:涵盖了飞机(plane)、汽车(car)、鸟(bird)、猫(cat)、鹿(deer)、狗(dog)、青蛙(frog)、马(horse)、船(ship)、卡车(truck)这10个不同的类别,这些类别都是现实世界中常见的物体,具有一定的代表性。

下面是一些示例样本:
在这里插入图片描述

MobileNet

MobileNet是由谷歌在2017年提出的一种轻量级卷积神经网络,主要用于移动端和嵌入式设备等资源受限的环境中进行图像识别和分类任务,以下是对其的详细介绍:

设计理念

  • 深度可分离卷积:其核心创新是采用了深度可分离卷积(Depthwise Separable Convolution)来替代传统的卷积操作。深度可分离卷积将标准卷积分解为一个深度卷积(Depthwise Convolution)和一个逐点卷积(Pointwise Convolution),大大减少了计算量和模型参数,同时保持了较好的性能。

网络结构

  • 标准卷积层:输入层为3通道的彩色图像,首先经过一个普通的卷积层conv1,将通道数从3变为32,同时进行了步长为2的下采样操作,以减小图像尺寸。
  • 深度可分离卷积层:包含了一系列的深度可分离卷积层dsconv1dsconv13,这些层按照一定的规律进行排列,通道数逐渐增加,同时通过不同的步长进行下采样,以提取不同层次的特征。
  • 池化层和全连接层:在深度可分离卷积层之后,通过一个自适应平均池化层avgpool将特征图转换为1x1的大小,然后通过一个全连接层fc将特征映射到指定的类别数,完成分类任务。

技术优势

  • 模型轻量化:通过深度可分离卷积的使用,大大减少了模型的参数量和计算量,使得模型更加轻量化,适合在移动设备和嵌入式设备上运行。
  • 计算效率高:由于减少了计算量,MobileNet在推理时具有较高的计算效率,可以快速地对图像进行分类和识别,满足实时性要求较高的应用场景。
  • 性能表现较好:尽管模型轻量化,但MobileNet在图像识别任务上仍然具有较好的性能表现,能够在保持较高准确率的同时,大大降低模型的复杂度。

应用领域

  • 移动端视觉任务:广泛应用于各种移动端设备,如智能手机、平板电脑等,用于图像分类、目标检测、人脸识别等视觉任务。
  • 嵌入式设备视觉:在嵌入式设备,如智能摄像头、自动驾驶汽车等领域,MobileNet可以为这些设备提供高效的视觉处理能力,实现实时的图像分析和决策。
  • 物联网视觉应用:在物联网设备中,MobileNet可以帮助实现对图像数据的快速处理和分析,为智能家居、智能安防等应用提供支持。

MobileNet结构代码详解

结构代码

import torch
import torch.nn as nnclass DepthwiseSeparableConv(nn.Module):def __init__(self, in_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False):super(DepthwiseSeparableConv, self).__init__()self.depthwise = nn.Conv2d(in_channels, in_channels, kernel_size, stride, padding, groups=in_channels, bias=bias)self.bn1 = nn.BatchNorm2d(in_channels)self.relu1 = nn.ReLU6(inplace=True)self.pointwise = nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=1, bias=bias)self.bn2 = nn.BatchNorm2d(out_channels)self.relu2 = nn.ReLU6(inplace=True)def forward(self, x):out = self.depthwise(x)out = self.bn1(out)out = self.relu1(out)out = self.pointwise(out)out = self.bn2(out)out = self.relu2(out)return outclass MobileNet(nn.Module):def __init__(self, num_classes):super(MobileNet, self).__init__()self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False)self.bn1 = nn.BatchNorm2d(32)self.relu = nn.ReLU6(inplace=True)self.dsconv1 = DepthwiseSeparableConv(32, 64, stride=1)self.dsconv2 = DepthwiseSeparableConv(64, 128, stride=2)self.dsconv3 = DepthwiseSeparableConv(128, 128, stride=1)self.dsconv4 = DepthwiseSeparableConv(128, 256, stride=2)self.dsconv5 = DepthwiseSeparableConv(256, 256, stride=1)self.dsconv6 = DepthwiseSeparableConv(256, 512, stride=2)self.dsconv7 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv8 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv9 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv10 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv11 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv12 = DepthwiseSeparableConv(512, 1024, stride=2)self.dsconv13 = DepthwiseSeparableConv(1024, 1024, stride=1)self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1))self.fc = nn.Linear(1024, num_classes)def forward(self, x):out = self.conv1(x)out = self.bn1(out)out = self.relu(out)out = self.dsconv1(out)out = self.dsconv2(out)out = self.dsconv3(out)out = self.dsconv4(out)out = self.dsconv5(out)out = self.dsconv6(out)out = self.dsconv7(out)out = self.dsconv8(out)out = self.dsconv9(out)out = self.dsconv10(out)out = self.dsconv11(out)out = self.dsconv12(out)out = self.dsconv13(out)out = self.avgpool(out)out = out.view(out.size(0), -1)out = self.fc(out)return out

代码详解

以下是对上述代码的详细解释:

DepthwiseSeparableConv 类

这是一个自定义的深度可分离卷积层类,继承自 nn.Module

初始化方法
  • 参数说明
    • in_channels:输入通道数,指定输入数据的通道数量。
    • out_channels:输出通道数,即卷积操作后输出特征图的通道数量。
    • kernel_size:卷积核大小,默认为3,用于定义卷积操作中卷积核的尺寸。
    • stride:步长,默认为1,控制卷积核在输入特征图上滑动的步长。
    • padding:填充大小,默认为1,在输入特征图周围添加的填充像素数量,以保持特征图尺寸在卷积过程中合适变化。
    • bias:是否使用偏置,默认为 False,决定卷积层是否添加偏置项。
  • 构建的层及作用
    • self.depthwise:这是一个深度卷积层(nn.Conv2d),通过设置 groups=in_channels,实现了深度可分离卷积中的深度卷积部分,它对每个输入通道分别进行卷积操作,有效地减少了计算量。
    • self.bn1:批归一化层(nn.BatchNorm2d),用于对深度卷积后的输出进行归一化处理,加速模型收敛并提升模型的泛化能力。
    • self.relu1:激活函数层(nn.ReLU6),采用 ReLU6 激活函数(输出值限定在0到6之间),并且设置 inplace=True,意味着直接在输入的张量上进行修改,节省内存空间,增加非线性特性。
    • self.pointwise:逐点卷积层(nn.Conv2d),卷积核大小为1,用于将深度卷积后的特征图在通道维度上进行融合,改变通道数到指定的 out_channels
    • self.bn2:又是一个批归一化层,对逐点卷积后的输出进行归一化处理。
    • self.relu2:同样是 ReLU6 激活函数层,进一步增加非线性,处理逐点卷积归一化后的结果。
前向传播 forward 方法

定义了数据在该层的前向传播过程:

  • 首先将输入 x 通过深度卷积层 self.depthwise 进行深度卷积操作,得到输出特征图。
  • 然后将深度卷积的输出依次经过批归一化层 self.bn1 和激活函数层 self.relu1
  • 接着把经过处理后的特征图通过逐点卷积层 self.pointwise 进行逐点卷积,改变通道数等特征。
  • 最后再经过批归一化层 self.bn2 和激活函数层 self.relu2,并返回最终的输出结果。

MobileNet 类

这是定义的 MobileNet 网络模型类,同样继承自 nn.Module

初始化方法
  • 参数说明
    • num_classes:分类的类别数量,用于最后全连接层输出对应类别数的预测结果。
  • 构建的层及作用
    • self.conv1:普通的二维卷积层(nn.Conv2d),输入通道数为3(通常对应RGB图像的三个通道),输出通道数为32,卷积核大小为3,步长为2,用于对输入图像进行初步的特征提取和下采样,减少特征图尺寸同时增加通道数。
    • self.bn1:批归一化层,对 conv1 卷积后的输出进行归一化。
    • self.relu:激活函数层,采用 ReLU6 激活函数给特征图增加非线性。
    • 一系列的 self.dsconv 层(从 dsconv1dsconv13):都是前面定义的深度可分离卷积层 DepthwiseSeparableConv 的实例,它们逐步对特征图进行更精细的特征提取、通道变换以及下采样等操作,不同的 dsconv 层有着不同的输入输出通道数以及步长设置,以此构建出 MobileNet 网络的主体结构,不断提取和融合特征,逐步降低特征图尺寸并增加通道数来获取更高级、更抽象的特征表示。
    • self.avgpool:自适应平均池化层(nn.AdaptiveAvgPool2d),将输入特征图转换为指定大小 (1, 1) 的输出,起到全局平均池化的作用,进一步压缩特征图信息,同时保持特征图的维度一致性,方便后续全连接层处理。
    • self.fc:全连接层(nn.Linear),输入维度为1024(与前面网络结构最终输出的特征维度对应),输出维度为 num_classes,用于将经过前面卷积和池化等操作得到的特征向量映射到对应类别数量的预测分数上,实现分类任务。
前向传播 forward 方法

定义了 MobileNet 模型整体的前向传播流程:

  • 首先将输入 x 通过 conv1 进行初始卷积、bn1 进行归一化以及 relu 激活。
  • 然后依次通过各个深度可分离卷积层(dsconv1dsconv13),逐步提取和变换特征。
  • 接着经过自适应平均池化层 self.avgpool,将特征图压缩为 (1, 1) 大小。
  • 再通过 out.view(out.size(0), -1) 操作将特征图展平为一维向量(其中 out.size(0) 表示批量大小,-1 表示自动计算剩余维度大小使其展平)。
  • 最后将展平后的特征向量通过全连接层 self.fc 得到最终的分类预测结果并返回。

训练和测试

训练代码train.py

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
from models import *
import matplotlib.pyplot as pltimport ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context# 定义数据预处理操作
transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize((0.491, 0.482, 0.446), (0.247, 0.243, 0.261))])# 加载CIFAR10训练集
trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True,download=False, transform=transform)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=128,shuffle=True, num_workers=2)# 定义设备(GPU优先,若可用)
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")# 实例化模型
model_name = 'MobileNet'
if model_name == 'AlexNet':model = AlexNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A':model = Vgg(cfg_vgg='A', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A-LRN':model = Vgg(cfg_vgg='A-LRN', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_B':model = Vgg(cfg_vgg='B', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_C':model = Vgg(cfg_vgg='C', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_D':model = Vgg(cfg_vgg='D', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_E':model = Vgg(cfg_vgg='E', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'GoogleNet':model = GoogleNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet18':model = ResNet18(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet34':model = ResNet34(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet50':model = ResNet50(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet101':model = ResNet101(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet152':model = ResNet152(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'MobileNet':model = MobileNet(num_classes=10).to(device)criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)# 训练轮次
epochs = 15def train(model, trainloader, criterion, optimizer, device):model.train()running_loss = 0.0correct = 0total = 0for i, data in enumerate(trainloader, 0):inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device)optimizer.zero_grad()outputs = model(inputs)loss = criterion(outputs, labels)loss.backward()optimizer.step()running_loss += loss.item()_, predicted = outputs.max(1)total += labels.size(0)correct += predicted.eq(labels).sum().item()epoch_loss = running_loss / len(trainloader)epoch_acc = 100. * correct / totalreturn epoch_loss, epoch_accif __name__ == "__main__":loss_history, acc_history = [], []for epoch in range(epochs):train_loss, train_acc = train(model, trainloader, criterion, optimizer, device)print(f'Epoch {epoch + 1}: Train Loss: {train_loss:.4f}, Train Acc: {train_acc:.2f}%')loss_history.append(train_loss)acc_history.append(train_acc)# 保存模型权重,每5轮次保存到weights文件夹下if (epoch + 1) % 5 == 0:torch.save(model.state_dict(), f'weights/{model_name}_epoch_{epoch + 1}.pth')# 绘制损失曲线plt.plot(range(1, epochs+1), loss_history, label='Loss', marker='o')plt.xlabel('Epoch')plt.ylabel('Loss')plt.title('Training Loss Curve')plt.legend()plt.savefig(f'results\\{model_name}_train_loss_curve.png')plt.close()# 绘制准确率曲线plt.plot(range(1, epochs+1), acc_history, label='Accuracy', marker='o')plt.xlabel('Epoch')plt.ylabel('Accuracy (%)')plt.title('Training Accuracy Curve')plt.legend()plt.savefig(f'results\\{model_name}_train_acc_curve.png')plt.close()

测试代码test.py

import torch
import torch.nn as nn
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
from models import *import ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context
# 定义数据预处理操作
transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize((0.491, 0.482, 0.446), (0.247, 0.243, 0.261))])# 加载CIFAR10测试集
testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False,download=False, transform=transform)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=128,shuffle=False, num_workers=2)# 定义设备(GPU优先,若可用)
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")# 实例化模型
model_name = 'MobileNet'
if model_name == 'AlexNet':model = AlexNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A':model = Vgg(cfg_vgg='A', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A-LRN':model = Vgg(cfg_vgg='A-LRN', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_B':model = Vgg(cfg_vgg='B', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_C':model = Vgg(cfg_vgg='C', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_D':model = Vgg(cfg_vgg='D', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_E':model = Vgg(cfg_vgg='E', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'GoogleNet':model = GoogleNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet18':model = ResNet18(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet34':model = ResNet34(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet50':model = ResNet50(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet101':model = ResNet101(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet152':model = ResNet152(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'MobileNet':model = MobileNet(num_classes=10).to(device)criterion = nn.CrossEntropyLoss()# 加载模型权重
weights_path = f"weights/{model_name}_epoch_15.pth"  
model.load_state_dict(torch.load(weights_path, map_location=device))def test(model, testloader, criterion, device):model.eval()running_loss = 0.0correct = 0total = 0with torch.no_grad():for data in testloader:inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device)outputs = model(inputs)loss = criterion(outputs, labels)running_loss += loss.item()_, predicted = outputs.max(1)total += labels.size(0)correct += predicted.eq(labels).sum().item()epoch_loss = running_loss / len(testloader)epoch_acc = 100. * correct / totalreturn epoch_loss, epoch_accif __name__ == "__main__":test_loss, test_acc = test(model, testloader, criterion, device)print(f"================{model_name} Test================")print(f"Load Model Weights From: {weights_path}")print(f'Test Loss: {test_loss:.4f}, Test Acc: {test_acc:.2f}%')

训练过程和测试结果

训练过程损失函数变化曲线:
在这里插入图片描述

训练过程准确率变化曲线:
在这里插入图片描述

测试结果:
在这里插入图片描述

代码汇总

项目github地址
项目结构:

|--data
|--models|--__init__.py|-mobilenet.py|--...
|--results
|--weights
|--train.py
|--test.py

mobilenet.py

import torch
import torch.nn as nnclass DepthwiseSeparableConv(nn.Module):def __init__(self, in_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False):super(DepthwiseSeparableConv, self).__init__()self.depthwise = nn.Conv2d(in_channels, in_channels, kernel_size, stride, padding, groups=in_channels, bias=bias)self.bn1 = nn.BatchNorm2d(in_channels)self.relu1 = nn.ReLU6(inplace=True)self.pointwise = nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=1, bias=bias)self.bn2 = nn.BatchNorm2d(out_channels)self.relu2 = nn.ReLU6(inplace=True)def forward(self, x):out = self.depthwise(x)out = self.bn1(out)out = self.relu1(out)out = self.pointwise(out)out = self.bn2(out)out = self.relu2(out)return outclass MobileNet(nn.Module):def __init__(self, num_classes):super(MobileNet, self).__init__()self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False)self.bn1 = nn.BatchNorm2d(32)self.relu = nn.ReLU6(inplace=True)self.dsconv1 = DepthwiseSeparableConv(32, 64, stride=1)self.dsconv2 = DepthwiseSeparableConv(64, 128, stride=2)self.dsconv3 = DepthwiseSeparableConv(128, 128, stride=1)self.dsconv4 = DepthwiseSeparableConv(128, 256, stride=2)self.dsconv5 = DepthwiseSeparableConv(256, 256, stride=1)self.dsconv6 = DepthwiseSeparableConv(256, 512, stride=2)self.dsconv7 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv8 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv9 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv10 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv11 = DepthwiseSeparableConv(512, 512, stride=1)self.dsconv12 = DepthwiseSeparableConv(512, 1024, stride=2)self.dsconv13 = DepthwiseSeparableConv(1024, 1024, stride=1)self.avgpool = nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1))self.fc = nn.Linear(1024, num_classes)def forward(self, x):out = self.conv1(x)out = self.bn1(out)out = self.relu(out)out = self.dsconv1(out)out = self.dsconv2(out)out = self.dsconv3(out)out = self.dsconv4(out)out = self.dsconv5(out)out = self.dsconv6(out)out = self.dsconv7(out)out = self.dsconv8(out)out = self.dsconv9(out)out = self.dsconv10(out)out = self.dsconv11(out)out = self.dsconv12(out)out = self.dsconv13(out)out = self.avgpool(out)out = out.view(out.size(0), -1)out = self.fc(out)return out

train.py

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
from models import *
import matplotlib.pyplot as pltimport ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context# 定义数据预处理操作
transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize((0.491, 0.482, 0.446), (0.247, 0.243, 0.261))])# 加载CIFAR10训练集
trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True,download=False, transform=transform)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=128,shuffle=True, num_workers=2)# 定义设备(GPU优先,若可用)
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")# 实例化模型
model_name = 'MobileNet'
if model_name == 'AlexNet':model = AlexNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A':model = Vgg(cfg_vgg='A', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A-LRN':model = Vgg(cfg_vgg='A-LRN', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_B':model = Vgg(cfg_vgg='B', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_C':model = Vgg(cfg_vgg='C', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_D':model = Vgg(cfg_vgg='D', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_E':model = Vgg(cfg_vgg='E', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'GoogleNet':model = GoogleNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet18':model = ResNet18(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet34':model = ResNet34(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet50':model = ResNet50(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet101':model = ResNet101(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet152':model = ResNet152(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'MobileNet':model = MobileNet(num_classes=10).to(device)criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)# 训练轮次
epochs = 15def train(model, trainloader, criterion, optimizer, device):model.train()running_loss = 0.0correct = 0total = 0for i, data in enumerate(trainloader, 0):inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device)optimizer.zero_grad()outputs = model(inputs)loss = criterion(outputs, labels)loss.backward()optimizer.step()running_loss += loss.item()_, predicted = outputs.max(1)total += labels.size(0)correct += predicted.eq(labels).sum().item()epoch_loss = running_loss / len(trainloader)epoch_acc = 100. * correct / totalreturn epoch_loss, epoch_accif __name__ == "__main__":loss_history, acc_history = [], []for epoch in range(epochs):train_loss, train_acc = train(model, trainloader, criterion, optimizer, device)print(f'Epoch {epoch + 1}: Train Loss: {train_loss:.4f}, Train Acc: {train_acc:.2f}%')loss_history.append(train_loss)acc_history.append(train_acc)# 保存模型权重,每5轮次保存到weights文件夹下if (epoch + 1) % 5 == 0:torch.save(model.state_dict(), f'weights/{model_name}_epoch_{epoch + 1}.pth')# 绘制损失曲线plt.plot(range(1, epochs+1), loss_history, label='Loss', marker='o')plt.xlabel('Epoch')plt.ylabel('Loss')plt.title('Training Loss Curve')plt.legend()plt.savefig(f'results\\{model_name}_train_loss_curve.png')plt.close()# 绘制准确率曲线plt.plot(range(1, epochs+1), acc_history, label='Accuracy', marker='o')plt.xlabel('Epoch')plt.ylabel('Accuracy (%)')plt.title('Training Accuracy Curve')plt.legend()plt.savefig(f'results\\{model_name}_train_acc_curve.png')plt.close()

test.py

import torch
import torch.nn as nn
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
from models import *import ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context
# 定义数据预处理操作
transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize((0.491, 0.482, 0.446), (0.247, 0.243, 0.261))])# 加载CIFAR10测试集
testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False,download=False, transform=transform)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=128,shuffle=False, num_workers=2)# 定义设备(GPU优先,若可用)
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")# 实例化模型
model_name = 'MobileNet'
if model_name == 'AlexNet':model = AlexNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A':model = Vgg(cfg_vgg='A', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_A-LRN':model = Vgg(cfg_vgg='A-LRN', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_B':model = Vgg(cfg_vgg='B', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_C':model = Vgg(cfg_vgg='C', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_D':model = Vgg(cfg_vgg='D', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'Vgg_E':model = Vgg(cfg_vgg='E', num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'GoogleNet':model = GoogleNet(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet18':model = ResNet18(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet34':model = ResNet34(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet50':model = ResNet50(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet101':model = ResNet101(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'ResNet152':model = ResNet152(num_classes=10).to(device)
elif model_name == 'MobileNet':model = MobileNet(num_classes=10).to(device)criterion = nn.CrossEntropyLoss()# 加载模型权重
weights_path = f"weights/{model_name}_epoch_15.pth"  
model.load_state_dict(torch.load(weights_path, map_location=device))def test(model, testloader, criterion, device):model.eval()running_loss = 0.0correct = 0total = 0with torch.no_grad():for data in testloader:inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device)outputs = model(inputs)loss = criterion(outputs, labels)running_loss += loss.item()_, predicted = outputs.max(1)total += labels.size(0)correct += predicted.eq(labels).sum().item()epoch_loss = running_loss / len(testloader)epoch_acc = 100. * correct / totalreturn epoch_loss, epoch_accif __name__ == "__main__":test_loss, test_acc = test(model, testloader, criterion, device)print(f"================{model_name} Test================")print(f"Load Model Weights From: {weights_path}")print(f'Test Loss: {test_loss:.4f}, Test Acc: {test_acc:.2f}%')

相关文章:

Pytorch | 从零构建MobileNet对CIFAR10进行分类

Pytorch | 从零构建MobileNet对CIFAR10进行分类 CIFAR10数据集MobileNet设计理念网络结构技术优势应用领域 MobileNet结构代码详解结构代码代码详解DepthwiseSeparableConv 类初始化方法前向传播 forward 方法 MobileNet 类初始化方法前向传播 forward 方法 训练和测试训练代码…...

CSS系列(18)-- 工程化实践详解

前端技术探索系列:CSS 工程化实践详解 🏗️ 致读者:探索 CSS 工程化之路 👋 前端开发者们, 今天我们将深入探讨 CSS 工程化实践,学习如何在大型项目中管理 CSS。 工程化配置 🚀 项目结构 …...

日拱一卒(18)——leetcode学习记录:二叉树中的伪回文路径

一、题目 给你一棵二叉树,每个节点的值为 1 到 9 。我们称二叉树中的一条路径是 「伪回文」的,当它满足:路径经过的所有节点值的排列中,存在一个回文序列。 请你返回从根到叶子节点的所有路径中 伪回文 路径的数目。 二、思路 …...

hive—炸裂函数explode/posexplode

1、Explode炸裂函数 将hive某列一行中复杂的 array 或 map 结构拆分成多行(只能输入array或map) 语法: select explode(字段) as 字段命名 from 表名; 举例: 1)explode(array)使得结果中将array列表里的每个元素生…...

SpringBoot 新特性

优质博文:IT-BLOG-CN 2.1.0新特性最低支持jdk8,支持tomcat9 对响应式编程的支持,spring-boot-starter-webflux starter POM可以快速开始使用Spring WebFlux,它由嵌入式Netty服务器支持 1.5.8 2.1.0/2.7.0/3.0.0 Configuration propertie…...

鸿蒙app封装 axios post请求失败问题

这个问题是我的一个疏忽大意,在这里记录一下。如果有相同问题的朋友,可以借鉴。 当我 ohpm install ohos/axios 后,进行简单post请求验证,可以请求成功。 然后,我对axios 进行了封装。对axios 添加请求拦截器/添加响…...

消息队列 Kafka 架构组件及其特性

Kafka 人们通常有时会将 Kafka 中的 Topic 比作队列; 在 Kafka 中,数据是以主题(Topic)的形式组织的,每个 Topic 可以被分为多个分区(Partition)。每个 Partition 是一个有序的、不可变的消息…...

网络攻击与防范

目录 选填 第一章 1、三种网络模式 2、几种创建网络拓扑结构 NAT模式 VPN模式 软路由模式1 软路由模式2 3、Linux网络配置常用指令 4、常见网络服务配置 DHCP DNS Web服务与FTP服务 FTP用户隔离 第二章 DNS信息收集(dnsenum、dnsmap) 路…...

文献研读|基于像素语义层面图像重建的AI生成图像检测

前言:本篇文章主要对基于重建的AI生成图像检测的四篇相关工作进行介绍,分别为基于像素层面重建的检测方法 DIRE 和 Aeroblade,以及基于语义层面重建的检测方法 SimGIR 和 Zerofake;并对相应方法进行比较。 相关文章:论…...

【操作系统】为什么需要架构裁剪?

为什么需要架构裁剪? 原因 减小核心大小提高架构初始化速度降低内存占用提高系统性能移除不需要的功能,增加安全性 裁剪方法 初始化配置设置功能模块化移除不需要的驱动底层 一般裁剪对象(以操作系统为例) 文件系统的支持网…...

LSTM长短期记忆网络

LSTM(长短期记忆网络)数学原理 LSTM(Long Short-Term Memory)是一种特殊的递归神经网络(RNN),解决了标准RNN中存在的梯度消失(Vanishing Gradient) 和**梯度爆炸&#x…...

基于前端技术UniApp和后端技术Node.js的电影购票系统

文章目录 摘要Abstruct第一章 绪论1.1 研究背景与意义1.2 国内外研究现状 第二章 需求分析2.1 功能需求分析2.2 非功能性需求分析 第二章系统设计3.1 系统架构设计3.1.1 总体架构3.1.2 技术选型 3.2 功能架构 第四章 系统实现4.1 用户端系统实现4.1.1 用户认证模块实现4.1.2 电…...

数据结构与算法:稀疏数组

前言 此文以整型元素的二维数组为例,阐述稀疏数组的思想。其他类型或许有更适合压缩算法或者其他结构的稀疏数组,此文暂不扩展。 稀疏数组的定义 在一个二维数据数组里,由于大量的元素的值为同一个值,比如 0或者其他已知的默认值…...

Meta重磅发布Llama 3.3 70B:开源AI模型的新里程碑

在人工智能领域,Meta的最新动作再次引起了全球的关注。今天,我们见证了Meta发布的Llama 3.3 70B模型,这是一个开源的人工智能模型,它不仅令人印象深刻,而且在性能上达到了一个新的高度。 一,技术突破&#…...

VSCode中的Black Formatter没有生效的解决办法

说明 如果正常按照配置进行的话,理论上是可以生效的。 "[python]": {"editor.defaultFormatter": "ms-python.black-formatter","editor.formatOnSave": true }但我在一种情况下发现不能生效,应为其本身的bug…...

【潜意识Java】蓝桥杯算法有关的动态规划求解背包问题

目录 背包问题简介 问题描述 输入: 输出: 动态规划解法 动态规划状态转移 代码实现 代码解释 动态规划的时间复杂度 例子解析 输出: 总结 作者我蓝桥杯:2023第十四届蓝桥杯国赛C/C大学B组一等奖,所以请听我…...

Odoo:免费开源ERP的AI技术赋能出海企业电子商务应用介绍

概述 伴随电子商务的持续演进,客户对于便利性、速度以及个性化服务的期许急剧攀升。企业务必要探寻创新之途径,以强化自身运营,并优化购物体验。达成此目标的最为行之有效的方式之一,便是将 AI 呼叫助手融入您的电子商务平台。我们…...

微信小程序苹果手机自带的数字键盘老是弹出收起,影响用户体验,100%解决

文章目录 1、index.wxml2、index.js3、index.wxss1、index.wxml <!--index.wxml--> <view class="container"><view class="code-input-container"><view class="code-input-boxes"><!-- <block wx:for="{{…...

sql中case when若条件重复 执行的顺序

sql case when若条件重复 执行的顺序 在 SQL 中&#xff0c;如果你在 CASE 表达式中定义了多个 WHEN 子句&#xff0c;并且这些条件有重叠&#xff0c;那么 CASE 表达式的执行顺序遵循以下规则&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;从上到下&#xff1a;SQL 引擎会按照 CASE …...

压力测试Jmeter简介

前提条件&#xff1a;要安装JDK 若不需要了解&#xff0c;请直接定位到左侧目录的安装环节。 1.引言 在现代软件开发中&#xff0c;性能和稳定性是衡量系统质量的重要指标。为了确保应用程序在高负载情况下仍能正常运行&#xff0c;压力测试变得尤为重要。Apache JMeter 是一…...

cesium 与 threejs 对比

Cesium 和 Three.js 都是用于在 Web 浏览器中创建和渲染 3D 图形的强大 JavaScript 库&#xff0c;但它们有显著的不同之处&#xff0c;主要体现在应用领域、功能集和使用场景上。 以下是两者之间的对比&#xff1a; 1. 应用场景 Three.js: 适用于广泛的 3D 图形应用&#xff…...

探索QScreen的信号与槽:动态响应屏幕变化

在处理屏幕显示和多显示器环境时&#xff0c;QScreen 提供了一些特有的信号&#xff0c;这些信号可以在屏幕的变化时通知应用程序&#xff0c;帮助我们动态地适配和响应显示设备的变化。今天&#xff0c;我们将深入探讨如何使用 QScreen 的信号与槽&#xff0c;并展示适用的使用…...

vLLM项目加入PyTorch生态系统,引领LLM推理新纪元

近日&#xff0c;vLLM项目宣布正式成为PyTorch生态系统的一部分&#xff0c;标志着该项目与PyTorch的合作进入了一个全新的阶段。本文将从以下几个方面进行介绍&#xff0c;特别提醒&#xff1a;安装方案在第四个部分&#xff0c;可选择性阅读。 vLLM项目概述 vLLM的成就与实际…...

索引-介绍结构语法

一.概述&#xff1a; 1.当给某个字段创建索引后&#xff0c;就会把字段生成二叉排序树进行查找&#xff0c;大大增加了查找效率&#xff0c;比不创建索引时用的全表扫描好得多。 2.二叉排序树&#xff1a;小的在左边&#xff0c;大的在右边(查找和存放都遵循这个原则)。 3.注…...

SpringBoot整合JDBC

讲到这里&#xff0c;基本上我们就可以使用SpringBoot来开发Web项目视图显示和业务逻辑代码&#xff0c;但是要做一个完成案例&#xff0c;我们还差一点点&#xff0c;就是怎么访问数据库&#xff0c;获取数据&#xff0c;接下来我们就看怎么用SpringBoot整合我们前面已经讲过的…...

XXE靶场

XXE-lab 靶场 靶场网址&#xff1a;http://172.16.0.87/ 第一步我们看到网站有登录框我们试着用 bp 去抓一下包 将抓到的包发到重放器中 然后我们构建palody <!DOCTYPE foo [ <!ENTITY xxe SYSTEM "php://filter/readconvert.base64-encode/resourceC:/flag/fla…...

Elasticsearch:使用 Open Crawler 和 semantic text 进行语义搜索

作者&#xff1a;来自 Elastic Jeff Vestal 了解如何使用开放爬虫与 semantic text 字段结合来轻松抓取网站并使其可进行语义搜索。 Elastic Open Crawler 演练 我们在这里要做什么&#xff1f; Elastic Open Crawler 是 Elastic 托管爬虫的后继者。 Semantic text 是 Elasti…...

Facebook的隐私保护政策:用户数据如何在平台上被管理?

在当今数字化世界&#xff0c;社交平台如何管理用户数据并保护隐私成为了一个热点话题。作为全球最大的社交网络&#xff0c;Facebook&#xff08;现Meta&#xff09;在数据隐私方面的政策备受关注。本文将简要介绍Facebook的隐私保护措施&#xff0c;以及用户数据如何在平台上…...

【ETCD】【源码阅读】深入解析 EtcdServer.applySnapshot方法

今天我们来一步步分析ETCD中applySnapshot函数 一、函数完整代码 函数的完整代码如下&#xff1a; func (s *EtcdServer) applySnapshot(ep *etcdProgress, apply *apply) {if raft.IsEmptySnap(apply.snapshot) {return}applySnapshotInProgress.Inc()lg : s.Logger()lg.In…...

‌HBase是什么,‌HBase介绍

‌官方网站&#xff1a;Apache HBase – Apache HBase Home HBase是一个分布式的、面向列的NoSQL数据库&#xff0c;主要用于存储和处理海量数据。‌它起源于Google的​​​​​​​BigTable论文&#xff0c;是Apache Hadoop项目的子项目。HBase设计用于高可靠性、高性能和可伸…...