基于PyTorch的ResNet50的10分类模型

使用PyTorch框架构建一个基于ResNet50的10分类模型并进行训练,需要首先确保已经安装了PyTorch和必要的库(如torchvision,用于加载预训练的ResNet50模型)。以下是一个简单的步骤指导,包括模型构建、数据加载、训练循环和测试过程。

第一步:导入必要的库

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, models, transforms
from torch.utils.data import DataLoader
import torch.nn.functional as F

第二步:定义数据预处理和加载

假设的数据集是CIFAR-10(或其他类似的10分类数据集),需要定义合适的预处理步骤。对于ResNet50,由于CIFAR-10的图像较小(32x32),我们可能需要调整图像大小(虽然ResNet50是为224x224图像设计的)。

# 假设使用CIFAR-10
transform = transforms.Compose([
    transforms.Resize(256),
    transforms.CenterCrop(224),
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]),
])

trainset = datasets.CIFAR10(root='./data', train=True, download=True, transform=transform)
trainloader = DataLoader(trainset, batch_size=64, shuffle=True)

testset = datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transform)
testloader = DataLoader(testset, batch_size=64, shuffle=False)

classes = ('plane', 'car', 'bird', 'cat', 'deer', 'dog', 'frog', 'horse', 'ship', 'truck')

第三步:构建模型

加载预训练的ResNet50,并修改最后的全连接层以匹配10个类别。

model = models.resnet50(pretrained=True)

# 修改最后的全连接层
num_ftrs = model.fc.in_features
model.fc = nn.Linear(num_ftrs, 10)

# 转到gpu
model.to('cuda')

# 将模型设置为训练模式
model.train()

第四步:定义损失函数和优化器

criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)

第五步:训练模型

# 训练模型
num_epochs = 1

for epoch in range(num_epochs):
    running_loss = 0.0
    for i, data in enumerate(trainloader, 0):
        inputs, labels = data

        # 梯度置零
        optimizer.zero_grad()

        # 前向传播
        outputs = model(inputs.to('cuda'))# 转到gpu
        loss = criterion(outputs, labels.to('cuda'))# 转到gpu

        # 反向传播和优化
        loss.backward()
        optimizer.step()

        running_loss += loss.item()
        if i % 100 == 99:    # 每100个mini-batches打印一次
            print(f'[{epoch + 1}, {i + 1:5d}] loss: {running_loss / 100:.3f}')
            running_loss = 0.0

print('Finished Training')

第六步:评估模型

correct = 0  
total = 0  
with torch.no_grad():  
    for data in testloader:  
        images, labels = data  
        outputs = model(images.to('cuda')) # 转到gpu
        _, predicted = torch.max(outputs.data, 1)  
        total += labels.size(0)  
        correct += (predicted.to('cpu') == labels).sum().item()  

print(f'Accuracy of the network on the 10000 test images: {100 * correct / total} %')

以上步骤构建了一个基于ResNet50的10分类模型,并在CIFAR-10数据集上进行了训练和评估。注意,由于CIFAR-10的图像尺寸较小,我们进行了图像大小的调整以匹配ResNet50的输入要求。在实际应用中,可能需要根据具体的数据集和需求来调整这些步骤。

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