pytorch + visdom Méthode CNN de traitement des ensembles de données d'image auto-construits

Cet article présente principalement la méthode de pytorch + visdom CNN pour traiter les ensembles de données d'images auto-construits. Il a une certaine valeur de référence. Maintenant, je le partage avec vous. Les amis dans le besoin peuvent s'y référer

<.> Environnement

Système : win10

cpu : i7-6700HQ

gpu : gtx965m

python : 3.6

pytorch : 0.3

Téléchargement de données

Provenant du didacticiel de Sasank Chilamkurthy Données : lien de téléchargement.

Après le téléchargement, décompressez-le et placez-le dans le répertoire racine du projet :

L'ensemble de données est utilisé pour classer fourmis et abeilles. Il existe environ 120 images de formation et 75 images de validation pour chaque classe.

Importation de données

Vous pouvez utiliser le module torchvision.datasets.ImageFolder(root,transforms) pour convertir des images en tenseurs.

Définissez d'abord la transformation :

ata_transforms = {
  'train': transforms.Compose([
    # 随机切成224x224 大小图片 统一图片格式
    transforms.RandomResizedCrop(224),
    # 图像翻转
    transforms.RandomHorizontalFlip(),
    # totensor 归一化(0,255) >> (0,1)  normalize  channel=（channel-mean）/std
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225])
  ]),
  "val" : transforms.Compose([
    # 图片大小缩放 统一图片格式
    transforms.Resize(256),
    # 以中心裁剪
    transforms.CenterCrop(224),
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225])
  ])
}

Importez et chargez les données :

data_dir = './hymenoptera_data'
# trans data
image_datasets = {x: datasets.ImageFolder(os.path.join(data_dir, x), data_transforms[x]) for x in ['train', 'val']}
# load data
data_loaders = {x: DataLoader(image_datasets[x], batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True) for x in ['train', 'val']}

data_sizes = {x: len(image_datasets[x]) for x in ['train', 'val']}
class_names = image_datasets['train'].classes
print(data_sizes, class_names)

{'train': 244, 'val': 153} ['ants', 'bees']

L'ensemble de formation contient 244 images et l'ensemble de test contient 153 images.

Jetez un œil à la partie visuelle de l'image puisque visdom prend en charge la saisie du tenseur, vous n'avez pas besoin de la changer en numpy. Vous pouvez directement utiliser le calcul du tenseur :

.

inputs, classes = next(iter(data_loaders['val']))
out = torchvision.utils.make_grid(inputs)
inp = torch.transpose(out, 0, 2)
mean = torch.FloatTensor([0.485, 0.456, 0.406])
std = torch.FloatTensor([0.229, 0.224, 0.225])
inp = std * inp + mean
inp = torch.transpose(inp, 0, 2)
viz.images(inp)

Create CNN

net a modifié les spécifications en fonction du traitement de cifar10 par l'article précédent :

class CNN(nn.Module):
  def __init__(self, in_dim, n_class):
    super(CNN, self).__init__()
    self.cnn = nn.Sequential(
      nn.BatchNorm2d(in_dim),
      nn.ReLU(True),
      nn.Conv2d(in_dim, 16, 7), # 224 >> 218
      nn.BatchNorm2d(16),
      nn.ReLU(inplace=True),
      nn.MaxPool2d(2, 2), # 218 >> 109
      nn.ReLU(True),
      nn.Conv2d(16, 32, 5), # 105
      nn.BatchNorm2d(32),
      nn.ReLU(True),
      nn.Conv2d(32, 64, 5), # 101
      nn.BatchNorm2d(64),
      nn.ReLU(True),
      nn.Conv2d(64, 64, 3, 1, 1),
      nn.BatchNorm2d(64),
      nn.ReLU(True),
      nn.MaxPool2d(2, 2), # 101 >> 50
      nn.Conv2d(64, 128, 3, 1, 1), #
      nn.BatchNorm2d(128),
      nn.ReLU(True),
      nn.MaxPool2d(3), # 50 >> 16
    )
    self.fc = nn.Sequential(
      nn.Linear(128*16*16, 120),
      nn.BatchNorm1d(120),
      nn.ReLU(True),
      nn.Linear(120, n_class))
  def forward(self, x):
    out = self.cnn(x)
    out = self.fc(out.view(-1, 128*16*16))
    return out

# 输入3层rgb ，输出 分类 2    
model = CNN(3, 2)

perte, fonction d'optimisation :

line = viz.line(Y=np.arange(10))
loss_f = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=LR, momentum=0.9)
scheduler = optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size=7, gamma=0.1)

Paramètres :

BATCH_SIZE = 4
LR = 0.001
EPOCHS = 10

Courez pendant 10 époques et voyez :

[9/10] train_loss:0.650|train_acc:0.639|test_loss:0.621|test_acc0.706
[10/10] train_loss:0.645|train_acc:0.627|test_loss:0.654|test_acc0.686
Training complete in 1m 16s
Best val Acc: 0.712418

Courez pendant 20 époques et voyez :

[19/20] train_loss:0.592|train_acc:0.701|test_loss:0.563|test_acc0.712
[20/20] train_loss:0.564|train_acc:0.721|test_loss:0.571|test_acc0.706
Training complete in 2m 30s
Best val Acc: 0.745098

La précision est relativement faible : seulement 74,5 %

Nous utilisons resnet18 dans les modèles pour exécuter 10 époques :

model = torchvision.models.resnet18(True)
num_ftrs = model.fc.in_features
model.fc = nn.Linear(num_ftrs, 2)

[9/10] train_loss:0.621|train_acc:0.652|test_loss:0.588|test_acc0.667
[10/10] train_loss:0.610|train_acc:0.680|test_loss:0.561|test_acc0.667
Training complete in 1m 24s
Best val Acc: 0.686275

L'effet est également très moyen. Si nous voulons former des modèles avec de bons résultats en peu de temps, nous pouvons télécharger l'état formé et nous entraîner sur cette base :

model = torchvision.models.resnet18(pretrained=True)
num_ftrs = model.fc.in_features
model.fc = nn.Linear(num_ftrs, 2)

[9/10] train_loss:0.308|train_acc:0.877|test_loss:0.160|test_acc0.941
[10/10] train_loss:0.267|train_acc:0.885|test_loss:0.148|test_acc0.954
Training complete in 1m 25s
Best val Acc: 0.954248

10 époques atteignent directement une précision de 95%.

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