import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, transforms
from torch.utils.data import DataLoader
# 下载训练集
train_dataset = datasets.MNIST(root='./',
train=True,
transform=transforms.ToTensor(),
download=True)
# 下载测试集
test_dataset = datasets.MNIST(root='./',
train=False,
transform=transforms.ToTensor(),
download=True)
# 批次大小
batch_size = 64
# 装载训练集
train_loader = DataLoader(dataset=train_dataset,
batch_size=batch_size,
shuffle=True)
# 装载测试集
test_loader = DataLoader(dataset=test_dataset,
batch_size=batch_size,
shuffle=True)
for i, data in enumerate(train_loader):
# 获得数据和对应的标签
inputs, labels = data
print(inputs.shape)
print(labels.shape)
break
# 定义网络结构
class Net(nn.Module):
def __init__(self):
super(Net, self).__init__()
# 卷积层1
# Conv2d 参数1：输入通道数，黑白图片为1，彩色为3 参数2：输出通道数，生成32个特征图 参数3:5*5卷积窗口 参数4：步长1 参数5：padding补2圈0（3*3卷积窗口填充1圈0,5*5填充2圈0）
# 使用ReLU激活函数 池化窗口大小2*2，步长2
self.conv1 = nn.Sequential(nn.Conv2d(1, 32, 5, 1, 2), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, 2))
# 卷积层2 输入32个特征图 输出64个特征图
self.conv2 = nn.Sequential(nn.Conv2d(32, 64, 5, 1, 2), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, 2))
# 全连接层1 输入64*7*7（原先为28，每次池化/2），1000
self.fc1 = nn.Sequential(nn.Linear(64 * 7 * 7, 1000), nn.Dropout(p=0.4), nn.ReLU())
# 全连接层2 输出10个分类，并转化为概率
self.fc2 = nn.Sequential(nn.Linear(1000, 10), nn.Softmax(dim=1))
def forward(self, x):
# 卷积层使用4维的数据
# 批次数量64 黑白1 图片大小28*28
# ([64, 1, 28, 28])
x = self.conv1(x)
x = self.conv2(x)
# 全连接层对2维数据进行计算
x = x.view(x.size()[0], -1)
x = self.fc1(x)
x = self.fc2(x)
return x
LR = 0.0003
# 定义模型
model = Net()
# 定义代价函数
entropy_loss = nn.CrossEntropyLoss()
# 定义优化器
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), LR)
def train():
model.train()
for i, data in enumerate(train_loader):
# 获得数据和对应的标签
inputs, labels = data
# 获得模型预测结果，（64，10）
out = model(inputs)
# 交叉熵代价函数out(batch,C),labels(batch)
loss = entropy_loss(out, labels)
# 梯度清0
optimizer.zero_grad()
# 计算梯度
loss.backward()
# 修改权值
optimizer.step()
def test():
model.eval()
correct = 0
for i, data in enumerate(test_loader):
# 获得数据和对应的标签
inputs, labels = data
# 获得模型预测结果
out = model(inputs)
# 获得最大值，以及最大值所在的位置
_, predicted = torch.max(out, 1)
# 预测正确的数量
correct += (predicted == labels).sum()
print("Test acc: {0}".format(correct.item() / len(test_dataset)))
correct = 0
for i, data in enumerate(train_loader):
# 获得数据和对应的标签
inputs, labels = data
# 获得模型预测结果
out = model(inputs)
# 获得最大值，以及最大值所在的位置
_, predicted = torch.max(out, 1)
# 预测正确的数量
correct += (predicted == labels).sum()
print("Train acc: {0}".format(correct.item() / len(train_dataset)))
for epoch in range(0, 10):
print('epoch:', epoch)
train()
test()