导入一些相应的模块
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Created on Fri Jul 27 17:47:03 2018
@author: dj
"""
import numpy as np
import torch
from torchvision.datasets import mnist # 导入 pytorch 内置的 mnist 数据
from torch import nn#从torch模块中导出nn模块
from torch.autograd import Variable#导出Variable
对数据进行处理
def data_tf(x):
x = np.array(x, dtype='float32') / 255
x = (x - 0.5) / 0.5 # 标准化,
x = x.reshape((-1,)) # 拉平
x = torch.from_numpy(x)
return x
准备数据制作训练集,测试集
train_set = mnist.MNIST('./data', train=True, transform=data_tf, download=True) # 重新载入数据集即数据集路径,申明定义的数据变换,即对数据的处理导入,download=True时没找到数据集将会对其进行下载
test_set = mnist.MNIST('./data', train=False, transform=data_tf, download=True)#制作测试集
a, a_label = train_set[0]#读取测试集中第一个数据
print(a.shape)#数据的大小
print(a_label)#数据的标签
使用 pytorch 自带的 DataLoader 定义一个数据迭代器
from torch.utils.data import DataLoader#导入DataLoader,在torch中需要dataloader进行迭代
train_data = DataLoader(train_set, batch_size=64, shuffle=True)#训练集,,shuffle为True时打乱数据,让数据更有选择随机性
test_data = DataLoader(test_set, batch_size=128, shuffle=False)#对测试集进行迭代器编号
一个迭代器中的内容
a, a_label = next(iter(train_data))#一个迭代器中的内容
print(a.shape)# 打印出一个批次的数据大小
print(a_label.shape)
使用 Sequential 定义 4 层神经网络,也就是简单的bp
net = nn.Sequential(
nn.Linear(784, 400),
nn.ReLU(),
nn.Linear(400, 200),
nn.ReLU(),
nn.Linear(200, 100),
nn.ReLU(),
nn.Linear(100, 10)
)
#net
# 定义 loss 函数
criterion = nn.CrossEntropyLoss()#交叉熵损失函数
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), 1e-1) # 使用随机梯度下降优化器,学习率 0.1
开始训练
#定义一些空列表来添加训练得到的一些值
losses = []
acces = []
eval_losses = []
eval_acces = []
for e in range(20):
train_loss = 0
train_acc = 0
net.train()#网络开始训练
for im, label in train_data:
im = Variable(im)#首先将数据打包成Variable
label = Variable(label)#得到标签
# 前向传播
out = net(im)
loss = criterion(out, label)
# 反向传播
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
# 记录误差
train_loss += loss.item()
# 计算分类的准确率
_, pred = out.max(1)#挑选出输出时值最大的位置
num_correct = (pred == label).sum().item()#记录正确的个数
acc = num_correct / im.shape[0]#计算精确率
train_acc += acc
losses.append(train_loss / len(train_data))
acces.append(train_acc / len(train_data))
在测试集上检验效果
eval_loss = 0
eval_acc = 0
net.eval() # 将模型改为预测模式
for im, label in test_data:
im = Variable(im)
label = Variable(label)
out = net(im)
loss = criterion(out, label)
# 记录误差
eval_loss += loss.item()
# 记录准确率
_, pred = out.max(1)
num_correct = (pred == label).sum().item()
acc = num_correct / im.shape[0]
eval_acc += acc
eval_losses.append(eval_loss / len(test_data))
eval_acces.append(eval_acc / len(test_data))
print('epoch: {}, Train Loss: {:.6f}, Train Acc: {:.6f}, Eval Loss: {:.6f}, Eval Acc: {:.6f}'
.format(e, train_loss / len(train_data), train_acc / len(train_data),
eval_loss / len(test_data), eval_acc / len(test_data)))
对训练的数据进行绘图
import matplotlib.pyplot as plt
plt.title('train loss')
plt.plot(np.arange(len(losses)), losses)
plt.plot(np.arange(len(acces)), acces)
plt.title('train acc')
plt.plot(np.arange(len(eval_losses)), eval_losses)
plt.title('test loss')
plt.plot(np.arange(len(eval_acces)), eval_acces)
plt.title('test acc')