轻松学Pytorch–Visdom可视化

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Visdom的介绍

Visdom是Facebook专为PyTorch开发的实时可视化工具包,其作用相当于TensorFlow中的Tensorboard,灵活高效且界面美观,下面就一起来学习下如何使用吧!如果想更多了解关于Visdom的使用可以参考官方

https://github.com/facebookresearch/visdom

首先来欣赏下官方提供的Visdom的可视化界面‍‍‍‍‍‍‍

轻松学Pytorch–Visdom可视化_第1张图片 

Visdom的安装

  • 安装非常简易,只需要打开cmd窗口,输入一下命令即可快速安装完成

1pip install visdom

Visdom的使用

 

类似于TensorFlow的TensorBoard,要使用Visdom,就要先在终端开启监听命令,根据显示的网址然后在浏览器里输入:http://localhost:8097 进行登录,此时如果报错,别怕,参考以下网站一定能轻松解决(新版visdom已经解决了可以使用pip install --upgrade visdom进行更新即可):

开启监听命令

1python -m visdom.server # 或者直接visdom

Visdom可视化函数及其参数一览

  • 具体使用方法仍然可以参考上述网站,限于篇幅,这里主要列举最常用的line函数以及image函数的使用方法

visdom基本可视化函数

1- vis.image : 图片
 2- vis.line: 曲线
 3- vis.images : 图片列表
 4- vis.text : 抽象HTML 输出文字
 5- vis.properties : 属性网格
 6- vis.audio : 音频
 7- vis.video : 视频
 8- vis.svg : SVG对象
 9- vis.matplot : matplotlib图
10- vis.save : 序列化状态服务端

上述函数参数

  • 注意opt的参数都可以用python字典的格式传入,大家可以参考下方使用方法

    1- opts.title : 图标题
     2- opts.width : 图宽
     3- opts.height : 图高
     4- opts.showlegend : 显示图例 (true or false)
     5- opts.xtype : x轴的类型 ('linear' or 'log')
     6- opts.xlabel : x轴的标签
     7- opts.xtick : 显示x轴上的刻度 (boolean)
     8- opts.xtickmin : 指定x轴上的第一个刻度 (number)
     9- opts.xtickmax : 指定x轴上的最后一个刻度 (number)
    10- opts.xtickvals : x轴上刻度的位置(table of numbers)
    11- opts.xticklabels : 在x轴上标记标签 (table of strings)
    12- opts.xtickstep : x轴上刻度之间的距离 (number)
    13- opts.xtickfont :x轴标签的字体 (dict of font information)
    14- opts.ytype : type of y-axis ('linear' or 'log')
    15- opts.ylabel : label of y-axis
    16- opts.ytick : show ticks on y-axis (boolean)
    17- opts.ytickmin : first tick on y-axis (number)
    18- opts.ytickmax : last tick on y-axis (number)
    19- opts.ytickvals : locations of ticks on y-axis (table of numbers)
    20- opts.yticklabels : ticks labels on y-axis (table of strings)
    21- opts.ytickstep : distances between ticks on y-axis (number)
    22- opts.ytickfont : font for y-axis labels (dict of font information)
    23- opts.marginleft : 左边框 (in pixels)
    24- opts.marginright :右边框 (in pixels)
    25- opts.margintop : 上边框 (in pixels)
    26- opts.marginbottom: 下边框 (in pixels)
    27- opts.lagent=['']: 显示图标

实时曲线绘制方法

  • 方法是起点+数据点更新

1'''
 2单条追踪曲线设置
 3'''
 4viz = Visdom()  # 初始化visdom类
 5viz.line([0.],    ## Y的第一个点坐标
 6         [0.],    ## X的第一个点坐标
 7         win="train loss",    ##窗口名称
 8         opts=dict(title='train_loss')  ## 图像标例
 9        )  #设置起始点
10'''
11模型数据
12'''
13viz.line([1.],   ## Y的下一个点坐标
14         [1.],   ## X的下一个点坐标
15         win="train loss", ## 窗口名称 与上个窗口同名表示显示在同一个表格里
16         update='append'   ## 添加到上一个点后面
17        )
1Setting up a new session...
2
3
4
5
6
7'train loss'

此时界面显示如下

轻松学Pytorch–Visdom可视化_第2张图片

1'''
 2多条曲线绘制 实际上就是传入y值时为一个向量
 3'''
 4viz = Visdom(env='my_wind') # 注意此时我已经换了新环境
 5#设置起始点
 6viz.line([[0.0,0.0]],    ## Y的起始点
 7         [0.],    ## X的起始点
 8         win="test loss",    ##窗口名称
 9         opts=dict(title='test_loss')  ## 图像标例
10        )  
11'''
12模型数据
13'''
14viz.line([[1.1,1.5]],   ## Y的下一个点
15         [1.],   ## X的下一个点
16         win="test loss", ## 窗口名称
17         update='append'   ## 添加到上一个点后面
18        )
1'test loss'

大家此时查看需要先切换environment窗口为my才能看到图像,如图所示:

轻松学Pytorch–Visdom可视化_第3张图片

图像显示

  • 值得注意的是,Visdom支持图像的批量显示

1image = np.random.randn(6, 3, 200, 300) # 此时batch为6 
2viz.images(image, win='x')
1'x'

轻松学Pytorch–Visdom可视化_第4张图片 

可视化数据集


1train_loader = torch.utils.data.DataLoader(datasets.MNIST(
2    'D:/data/MNIST',
3    train=True,
4    download=True,
5    transform=transforms.Compose(
6        [transforms.ToTensor()])),batch_size=128,shuffle=True)
1sample=next(iter(train_loader)) # 通过迭代器获取样本
2# sample[0]为样本数据 sample[1]为类别  nrow=16表示每行显示16张图像
3viz.images(sample[0],nrow=16,win='mnist',opts=dict(title='mnist'))
1'mnist'

可视化结果如图所示

轻松学Pytorch–Visdom可视化_第5张图片

下面通过具体的训练过程通过visdom可视化

Visdom的使用案例

 

为了方便显示Visdom的功能,直接使用自带的MNist数据进行可视化。

1'''
 2导入库文件
 3'''
 4
 5import  torch
 6import  torch.nn as nn
 7import  torch.nn.functional as F
 8import  torch.optim as optim
 9from    torchvision import datasets, transforms
10from visdom import Visdom
11import numpy as np
1'''
 2构建简单的模型:简单线性层+Relu函数的多层感知机
 3'''
 4class MLP(nn.Module):
 5
 6    def __init__(self):
 7        super(MLP, self).__init__()
 8
 9        self.model = nn.Sequential(
10            nn.Linear(784, 200),
11            nn.ReLU(inplace=True),
12            nn.Linear(200, 200),
13            nn.ReLU(inplace=True),
14            nn.Linear(200, 10),
15            nn.ReLU(inplace=True),
16        )
17
18    def forward(self, x):
19        x = self.model(x)
20
21        return x
1batch_size = 128
 2learning_rate = 0.01
 3epochs = 10
 4
 5train_loader = torch.utils.data.DataLoader(datasets.MNIST(
 6    'D:/data/MNIST', # 
 7    train=True,
 8    download=True,
 9    transform=transforms.Compose(
10        [transforms.ToTensor(),
11         transforms.Normalize((0.1307, ), (0.3081, ))])),
12                                           batch_size=batch_size,
13                                           shuffle=True)
14test_loader = torch.utils.data.DataLoader(datasets.MNIST(
15    'D:/Jupyter/工作准备/data/MNIST',
16    train=False,
17    transform=transforms.Compose(
18        [transforms.ToTensor(),
19         transforms.Normalize((0.1307, ), (0.3081, ))])),
20                                          batch_size=batch_size,
21                                          shuffle=True)
22
23# 注意此处初始化visdom类
24viz = Visdom()
25# 绘制起点
26viz.line([0.], [0.], win="train loss", opts=dict(title='train_loss'))
27device = torch.device('cuda:0')
28net = MLP().to(device)
29optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=learning_rate)
30criteon = nn.CrossEntropyLoss().to(device)
31
32for epoch in range(epochs):
33
34    for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader):
35        data = data.view(-1, 28 * 28)
36        data, target = data.to(device), target.cuda()
37        logits = net(data)
38        loss = criteon(logits, target)
39
40        optimizer.zero_grad()
41        loss.backward()
42        # print(w1.grad.norm(), w2.grad.norm())
43        optimizer.step()
44
45        if batch_idx % 100 == 0:
46            print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format(
47                epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset),
48                100. * batch_idx / len(train_loader), loss.item()))
49
50    test_loss = 0
51    correct = 0
52    for data, target in test_loader:
53        data = data.view(-1, 28 * 28)
54        data, target = data.to(device), target.cuda()
55        logits = net(data)
56        test_loss += criteon(logits, target).item()
57
58        pred = logits.argmax(dim=1)
59        correct += pred.eq(target).float().sum().item()
60
61    test_loss /= len(test_loader.dataset)
62    # 绘制epoch以及对应的测试集损失loss
63    viz.line([test_loss], [epoch], win="train loss", update='append')
64    print(
65        '\nTest set: Average loss: {:.4f}, Accuracy: {}/{} ({:.0f}%)\n'.format(
66            test_loss, correct, len(test_loader.dataset),
67            100. * correct / len(test_loader.dataset)))
1Setting up a new session...
 2
 3
 4Train Epoch: 0 [0/60000 (0%)]    Loss: 2.295465
 5Train Epoch: 0 [12800/60000 (21%)]    Loss: 2.186591
 6Train Epoch: 0 [25600/60000 (43%)]    Loss: 1.680299
 7Train Epoch: 0 [38400/60000 (64%)]    Loss: 1.233092
 8Train Epoch: 0 [51200/60000 (85%)]    Loss: 1.132240
 9
10Test set: Average loss: 0.0079, Accuracy: 7151.0/10000 (72%)
11
12Train Epoch: 1 [0/60000 (0%)]    Loss: 1.034136
13Train Epoch: 1 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.717574
14Train Epoch: 1 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.843303
15Train Epoch: 1 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.908609
16Train Epoch: 1 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.701709
17
18Test set: Average loss: 0.0062, Accuracy: 7341.0/10000 (73%)
19
20Train Epoch: 2 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.780809
21Train Epoch: 2 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.847154
22Train Epoch: 2 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.899906
23Train Epoch: 2 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.665957
24Train Epoch: 2 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.619249
25
26Test set: Average loss: 0.0058, Accuracy: 7412.0/10000 (74%)
27
28Train Epoch: 3 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.695548
29Train Epoch: 3 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.658115
30Train Epoch: 3 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.544909
31Train Epoch: 3 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.553123
32Train Epoch: 3 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.685904
33
34Test set: Average loss: 0.0055, Accuracy: 7458.0/10000 (75%)
35
36Train Epoch: 4 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.814670
37Train Epoch: 4 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.752603
38Train Epoch: 4 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.694026
39Train Epoch: 4 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.641801
40Train Epoch: 4 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.693593
41
42Test set: Average loss: 0.0054, Accuracy: 7479.0/10000 (75%)
43
44Train Epoch: 5 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.676913
45Train Epoch: 5 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.465759
46Train Epoch: 5 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.756419
47Train Epoch: 5 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.573767
48Train Epoch: 5 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.743377
49
50Test set: Average loss: 0.0053, Accuracy: 7527.0/10000 (75%)
51
52Train Epoch: 6 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.663292
53Train Epoch: 6 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.555222
54Train Epoch: 6 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.802179
55Train Epoch: 6 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.828413
56Train Epoch: 6 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.622156
57
58Test set: Average loss: 0.0053, Accuracy: 7551.0/10000 (76%)
59
60Train Epoch: 7 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.731522
61Train Epoch: 7 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.637348
62Train Epoch: 7 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.776924
63Train Epoch: 7 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.648009
64Train Epoch: 7 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.639944
65
66Test set: Average loss: 0.0052, Accuracy: 7561.0/10000 (76%)
67
68Train Epoch: 8 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.673641
69Train Epoch: 8 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.667220
70Train Epoch: 8 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.448928
71Train Epoch: 8 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.593169
72Train Epoch: 8 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.677707
73
74Test set: Average loss: 0.0051, Accuracy: 7580.0/10000 (76%)
75
76Train Epoch: 9 [0/60000 (0%)]    Loss: 0.713350
77Train Epoch: 9 [12800/60000 (21%)]    Loss: 0.622664
78Train Epoch: 9 [25600/60000 (43%)]    Loss: 0.724408
79Train Epoch: 9 [38400/60000 (64%)]    Loss: 0.661977
80Train Epoch: 9 [51200/60000 (85%)]    Loss: 0.539243
81
82Test set: Average loss: 0.0051, Accuracy: 7602.0/10000 (76%)

loss曲线如图所示

轻松学Pytorch–Visdom可视化_第6张图片


好消息!

小白学视觉知识星球

开始面向外开放啦


轻松学Pytorch–Visdom可视化_第7张图片

下载1:OpenCV-Contrib扩展模块中文版教程

在「小白学视觉」公众号后台回复:扩展模块中文教程,即可下载全网第一份OpenCV扩展模块教程中文版,涵盖扩展模块安装、SFM算法、立体视觉、目标跟踪、生物视觉、超分辨率处理等二十多章内容。


下载2:Python视觉实战项目52讲
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下载3:OpenCV实战项目20讲
在「小白学视觉」公众号后台回复:OpenCV实战项目20讲,即可下载含有20个基于OpenCV实现20个实战项目,实现OpenCV学习进阶。


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欢迎加入公众号读者群一起和同行交流,目前有SLAM、三维视觉、传感器、自动驾驶、计算摄影、检测、分割、识别、医学影像、GAN、算法竞赛等微信群(以后会逐渐细分),请扫描下面微信号加群,备注:”昵称+学校/公司+研究方向“,例如:”张三 + 上海交大 + 视觉SLAM“。请按照格式备注,否则不予通过。添加成功后会根据研究方向邀请进入相关微信群。请勿在群内发送广告,否则会请出群,谢谢理解~

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