热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 开发工具 > 正文

PyTorchCNN实战之MNIST手写数字识别示例

本篇文章主要介绍了PyTorchCNN实战之MNIST手写数字识别示例,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧

简介

卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)是深度学习技术中极具代表的网络结构之一,在图像处理领域取得了很大的成功,在国际标准的ImageNet数据集上,许多成功的模型都是基于CNN的。

卷积神经网络CNN的结构一般包含这几个层:

  1. 输入层:用于数据的输入
  2. 卷积层:使用卷积核进行特征提取和特征映射
  3. 激励层:由于卷积也是一种线性运算,因此需要增加非线性映射
  4. 池化层:进行下采样,对特征图稀疏处理,减少数据运算量。
  5. 全连接层:通常在CNN的尾部进行重新拟合,减少特征信息的损失
  6. 输出层:用于输出结果

PyTorch实战

本文选用上篇的数据集MNIST手写数字识别实践CNN。

import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, transforms
from torch.autograd import Variable

# Training settings
batch_size = 64

# MNIST Dataset
train_dataset = datasets.MNIST(root='./data/',
                train=True,
                transform=transforms.ToTensor(),
                download=True)

test_dataset = datasets.MNIST(root='./data/',
               train=False,
               transform=transforms.ToTensor())

# Data Loader (Input Pipeline)
train_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=train_dataset,
                      batch_size=batch_size,
                      shuffle=True)

test_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=test_dataset,
                     batch_size=batch_size,
                     shuffle=False)


class Net(nn.Module):
  def __init__(self):
    super(Net, self).__init__()
    # 输入1通道,输出10通道,kernel 5*5
    self.conv1 = nn.Conv2d(1, 10, kernel_size=5)
    self.conv2 = nn.Conv2d(10, 20, kernel_size=5)
    self.mp = nn.MaxPool2d(2)
    # fully connect
    self.fc = nn.Linear(320, 10)

  def forward(self, x):
    # in_size = 64
    in_size = x.size(0) # one batch
    # x: 64*10*12*12
    x = F.relu(self.mp(self.conv1(x)))
    # x: 64*20*4*4
    x = F.relu(self.mp(self.conv2(x)))
    # x: 64*320
    x = x.view(in_size, -1) # flatten the tensor
    # x: 64*10
    x = self.fc(x)
    return F.log_softmax(x)


model = Net()

optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, momentum=0.5)

def train(epoch):
  for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader):
    data, target = Variable(data), Variable(target)
    optimizer.zero_grad()
    output = model(data)
    loss = F.nll_loss(output, target)
    loss.backward()
    optimizer.step()
    if batch_idx % 200 == 0:
      print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format(
        epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset),
        100. * batch_idx / len(train_loader), loss.data[0]))


def test():
  test_loss = 0
  correct = 0
  for data, target in test_loader:
    data, target = Variable(data, volatile=True), Variable(target)
    output = model(data)
    # sum up batch loss
    test_loss += F.nll_loss(output, target, size_average=False).data[0]
    # get the index of the max log-probability
    pred = output.data.max(1, keepdim=True)[1]
    correct += pred.eq(target.data.view_as(pred)).cpu().sum()

  test_loss /= len(test_loader.dataset)
  print('\nTest set: Average loss: {:.4f}, Accuracy: {}/{} ({:.0f}%)\n'.format(
    test_loss, correct, len(test_loader.dataset),
    100. * correct / len(test_loader.dataset)))


for epoch in range(1, 10):
  train(epoch)
  test()

输出结果:

Train Epoch: 1 [0/60000 (0%)]   Loss: 2.315724
Train Epoch: 1 [12800/60000 (21%)]  Loss: 1.931551
Train Epoch: 1 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.733935
Train Epoch: 1 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.165043
Train Epoch: 1 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.235188

Test set: Average loss: 0.1935, Accuracy: 9421/10000 (94%)

Train Epoch: 2 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.333513
Train Epoch: 2 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.163156
Train Epoch: 2 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.213840
Train Epoch: 2 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.141114
Train Epoch: 2 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.128191

Test set: Average loss: 0.1180, Accuracy: 9645/10000 (96%)

Train Epoch: 3 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.206469
Train Epoch: 3 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.234443
Train Epoch: 3 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.061048
Train Epoch: 3 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.192217
Train Epoch: 3 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.089190

Test set: Average loss: 0.0938, Accuracy: 9723/10000 (97%)

Train Epoch: 4 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.086325
Train Epoch: 4 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.117741
Train Epoch: 4 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.188178
Train Epoch: 4 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.049807
Train Epoch: 4 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.174097

Test set: Average loss: 0.0743, Accuracy: 9767/10000 (98%)

Train Epoch: 5 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.063171
Train Epoch: 5 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.061265
Train Epoch: 5 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.103549
Train Epoch: 5 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.019137
Train Epoch: 5 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.067103

Test set: Average loss: 0.0720, Accuracy: 9781/10000 (98%)

Train Epoch: 6 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.069251
Train Epoch: 6 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.075502
Train Epoch: 6 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.052337
Train Epoch: 6 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.015375
Train Epoch: 6 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.028996

Test set: Average loss: 0.0694, Accuracy: 9783/10000 (98%)

Train Epoch: 7 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.171613
Train Epoch: 7 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.078520
Train Epoch: 7 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.149186
Train Epoch: 7 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.026692
Train Epoch: 7 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.108824

Test set: Average loss: 0.0672, Accuracy: 9793/10000 (98%)

Train Epoch: 8 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.029188
Train Epoch: 8 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.031202
Train Epoch: 8 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.194858
Train Epoch: 8 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.051497
Train Epoch: 8 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.024832

Test set: Average loss: 0.0535, Accuracy: 9837/10000 (98%)

Train Epoch: 9 [0/60000 (0%)]   Loss: 0.026706
Train Epoch: 9 [12800/60000 (21%)]  Loss: 0.057807
Train Epoch: 9 [25600/60000 (43%)]  Loss: 0.065225
Train Epoch: 9 [38400/60000 (64%)]  Loss: 0.037004
Train Epoch: 9 [51200/60000 (85%)]  Loss: 0.057822

Test set: Average loss: 0.0538, Accuracy: 9829/10000 (98%)

Process finished with exit code 0

参考:https://github.com/hunkim/PyTorchZeroToAll

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。


推荐阅读
  • 图神经网络模型综述
    本文综述了图神经网络(Graph Neural Networks, GNN)的发展,从传统的数据存储模型转向图和动态模型,探讨了模型中的显性和隐性结构,并详细介绍了GNN的关键组件及其应用。 ... [详细]
  • 资源推荐 | TensorFlow官方中文教程助力英语非母语者学习
    来源:机器之心。本文详细介绍了TensorFlow官方提供的中文版教程和指南,帮助开发者更好地理解和应用这一强大的开源机器学习平台。 ... [详细]
  • 尽管深度学习带来了广泛的应用前景,其训练通常需要强大的计算资源。然而,并非所有开发者都能负担得起高性能服务器或专用硬件。本文探讨了如何在有限的硬件条件下(如ARM CPU)高效运行深度神经网络,特别是通过选择合适的工具和框架来加速模型推理。 ... [详细]
  • Coursera ML 机器学习
    2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准线性回归算法计算过程CostFunction梯度下降算法多变量回归![选择特征](https:static.oschina.n ... [详细]
  • 本文探讨了图像标签的多种分类场景及其在以图搜图技术中的应用,涵盖了从基础理论到实际项目实施的全面解析。 ... [详细]
  • 如何用GPU服务器运行Python
    如何用GPU服务器运行Python-目录前言一、服务器登录1.1下载安装putty1.2putty远程登录 1.3查看GPU、显卡常用命令1.4Linux常用命令二、 ... [详细]
  • 本文详细介绍了 TensorFlow 的入门实践,特别是使用 MNIST 数据集进行数字识别的项目。文章首先解析了项目文件结构,并解释了各部分的作用,随后逐步讲解了如何通过 TensorFlow 实现基本的神经网络模型。 ... [详细]
  • 尤洋:夸父AI系统——大规模并行训练的深度学习解决方案
    自从AlexNet等模型在计算机视觉领域取得突破以来,深度学习技术迅速发展。近年来,随着BERT等大型模型的广泛应用,AI模型的规模持续扩大,对硬件提出了更高的要求。本文介绍了新加坡国立大学尤洋教授团队开发的夸父AI系统,旨在解决大规模模型训练中的并行计算挑战。 ... [详细]
  • 构建基于BERT的中文NL2SQL模型:一个简明的基准
    本文探讨了将自然语言转换为SQL语句(NL2SQL)的任务,这是人工智能领域中一项非常实用的研究方向。文章介绍了笔者在公司举办的首届中文NL2SQL挑战赛中的实践,该比赛提供了金融和通用领域的表格数据,并标注了对应的自然语言与SQL语句对,旨在训练准确的NL2SQL模型。 ... [详细]
  • 毕业设计:基于机器学习与深度学习的垃圾邮件(短信)分类算法实现
    本文详细介绍了如何使用机器学习和深度学习技术对垃圾邮件和短信进行分类。内容涵盖从数据集介绍、预处理、特征提取到模型训练与评估的完整流程,并提供了具体的代码示例和实验结果。 ... [详细]
  • 深入解析Java枚举及其高级特性
    本文详细介绍了Java枚举的概念、语法、使用规则和应用场景,并探讨了其在实际编程中的高级应用。所有相关内容已收录于GitHub仓库[JavaLearningmanual](https://github.com/Ziphtracks/JavaLearningmanual),欢迎Star并持续关注。 ... [详细]
  • 新手指南:在Windows 10上搭建深度学习与PyTorch开发环境
    本文详细记录了一名新手在Windows 10操作系统上搭建深度学习环境的过程,包括安装必要的软件和配置环境变量等步骤,旨在帮助同样初入该领域的读者避免常见的错误。 ... [详细]
  • 在Win10上利用VS2015构建Caffe2环境
    本文详细介绍如何在Windows 10操作系统上通过Visual Studio 2015编译Caffe2深度学习框架的过程。包括必要的软件安装、环境配置以及常见问题的解决方法。 ... [详细]
  • 图像分类算法的优化策略与实践
    本文探讨了《Bag of Tricks for Image Classification with Convolutional Neural Networks》论文中的多项技术,旨在通过具体实例和实验验证,提高卷积神经网络在图像分类任务中的性能。文章详细介绍了从模型训练加速、网络结构调整到训练参数优化等多个方面的改进方法。 ... [详细]
  • 吴恩达推出TensorFlow实践课程,Python基础即可入门,四个月掌握核心技能
    量子位报道,deeplearning.ai最新发布了TensorFlow实践课程,适合希望使用TensorFlow开发AI应用的学习者。该课程涵盖机器学习模型构建、图像识别、自然语言处理及时间序列预测等多个方面。 ... [详细]
author-avatar
的士发个火
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有