TensorFlow和PyTorch框架绘制loss和accuracy曲线

1.前言

搞深度学习时，我们一般会遇到一个问题，评估模型的性能：这时，一般会绘制模型在训练集 & 验证集上的准确率值和损失值曲线。

在这一点上TensorFlow框架比PyTorch框架方便，因为TensorFlow框架在训练模型时，把模型、训练集和验证集上的accuracy和loss都保存到了对象中，我们使用时直接取即可。

而使用PyTorch框架时，需要我们自己定义变量保存这些结果，在绘图时使用。

2.TensorFlow框架绘制loss和accuracy曲线

history = model.fit(np.arange(100).reshape(5, 20), np.zeros(5),
                    epochs=10)
print(history.params)
print_history(history) #调用绘图函数

#绘图函数
def print_history(history):
    # 绘制训练 & 验证的准确率值
    plt.plot(history.history['accuracy'])
    plt.plot(history.history['val_accuracy'])
    plt.plot(history.history['loss'])
    plt.plot(history.history['val_loss'])
    plt.title('Model accuracy&loss')
    plt.xlabel('Epoch')
    plt.legend(['Train_acc', 'Val_acc', 'Train_loss', 'Val_loss'])
    plt.show()

3.PyTorch框架绘制loss和accuracy曲线

# 用数组保存每一轮迭代中，训练的损失值和精确度，也是为了通过画图展示出来。
train_losses = []
train_acces = []
# 用数组保存每一轮迭代中，在测试数据上测试的损失值和精确度，也是为了通过画图展示出来。
eval_losses = []
eval_acces = []

#绘图代码
plt.plot(np.arange(len(train_losses)), train_losses,label="train loss")
plt.plot(np.arange(len(train_acces)), train_acces, label="train acc")
plt.plot(np.arange(len(eval_losses)), eval_losses, label="valid loss")
plt.plot(np.arange(len(eval_acces)), eval_acces, label="valid acc")
plt.legend() #显示图例
plt.xlabel('epoches')
plt.title('Model accuracy&loss')
plt.show()

使用示例程序：

train_losses = []
train_acces = []
# 用数组保存每一轮迭代中，在测试数据上测试的损失值和精确度，也是为了通过画图展示出来。
eval_losses = []
eval_acces = []

for e in range(100):


    # 4.1==========================训练模式==========================
    train_loss = 0
    train_acc = 0
    model.train()   # 将模型改为训练模式

    # 每次迭代都是处理一个小批量的数据，batch_size是64
    for im, label in train_data:
        im = Variable(im)
        label = Variable(label)

        # 计算前向传播，并且得到损失函数的值
        out = model(im)

        loss = criterion(out, label)

        # 反向传播，记得要把上一次的梯度清0，反向传播，并且step更新相应的参数。
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()

        # 记录误差
        train_loss += loss.item()

        # 计算分类的准确率
        out_t = out.argmax(dim=1) #取出预测的最大值
        num_correct = (out_t == label).sum().item()
        acc = num_correct / im.shape[0]
        train_acc += acc

    train_losses.append(train_loss / len(train_data))
    train_acces.append(train_acc / len(train_data))



    # 4.2==========================每次进行完一个训练迭代，就去测试一把看看此时的效果==========================
    # 在测试集上检验效果
    eval_loss = 0
    eval_acc = 0
    model.eval()  # 将模型改为预测模式

    # 每次迭代都是处理一个小批量的数据，batch_size是128
    for im, label in test_data:
        im = Variable(im)  # torch中训练需要将其封装即Variable，此处封装像素即784
        label = Variable(label)  # 此处为标签

        out = model(im)  # 经网络输出的结果
        loss = criterion(out, label)  # 得到误差

        # 记录误差
        eval_loss += loss.item()

        # 记录准确率
        out_t = out.argmax(dim=1)  # 取出预测的最大值的索引
        num_correct = (out_t == label).sum().item()  # 判断是否预测正确
        acc = num_correct / im.shape[0]  # 计算准确率
        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)))

plt.plot(np.arange(len(train_losses)), train_losses,label="train loss")

plt.plot(np.arange(len(train_acces)), train_acces, label="train acc")

plt.plot(np.arange(len(eval_losses)), eval_losses, label="valid loss")

plt.plot(np.arange(len(eval_acces)), eval_acces, label="valid acc")
plt.legend() #显示图例
plt.xlabel('epoches')
#plt.ylabel("epoch")
plt.title('Model accuracy&loss')
plt.show()

4.pytorch中使用tensorboard绘制Accuracy/Loss曲线

参见博客：pytorch中使用tensorboard绘制Accuracy/Loss曲线（train和test显示在同一幅图中）