Pytorch 神经网络—自定义数据集上实现教程

yipeiwu_com6年前Python基础

第一步、导入需要的包

import os
import scipy.io as sio
import numpy as np
import torch
import torch.nn as nn
import torch.backends.cudnn as cudnn
import torch.optim as optim
from torch.utils.data import Dataset, DataLoader
from torchvision import transforms, utils
from torch.autograd import Variable
batchSize = 128 # batchsize的大小
niter = 10   # epoch的最大值 

第二步、构建神经网络

设神经网络为如上图所示,输入层4个神经元,两层隐含层各4个神经元,输出层一个神经。每一层网络所做的都是线性变换,即y=W×X+b;代码实现如下:

class Neuralnetwork(nn.Module):
  def __init__(self, in_dim, n_hidden_1, n_hidden_2, out_dim):
    super(Neuralnetwork, self).__init__()
    self.layer1 = nn.Linear(in_dim, n_hidden_1)
    self.layer2 = nn.Linear(n_hidden_1, n_hidden_2)
    self.layer3 = nn.Linear(n_hidden_2, out_dim)
 
  def forward(self, x):
    x = x.view(x.size(0), -1)
    x = self.layer1(x)
    x = self.layer2(x)
    x = self.layer3(x)
    return x
 
model = Neuralnetwork(1*3, 4, 4, 1)
 
print(model) # net architecture
Neuralnetwork(
 (layer1): Linear(in_features=3, out_features=4, bias=True)
 (layer2): Linear(in_features=4, out_features=4, bias=True)
 (layer3): Linear(in_features=4, out_features=1, bias=True)
)

​​ 第三步、读取数据

自定义的数据为demo_SBPFea.mat,是MATLAB保存的数据格式,其存储的内容如下:包括fea(1000*3)和sbp(1000*1)两个数组;fea为特征向量,行为样本数,列为特征宽度;sbp为标签

class SBPEstimateDataset(Dataset):
 
  def __init__(self, ext='demo'):
  
    data = sio.loadmat(ext+'_SBPFea.mat')
    self.fea = data['fea']
    self.sbp = data['sbp']
    
  def __len__(self):
    
    return len(self.sbp)
 
  def __getitem__(self, idx):
 
    fea = self.fea[idx]
    sbp = self.sbp[idx]
    """Convert ndarrays to Tensors."""
    return {'fea': torch.from_numpy(fea).float(),
        'sbp': torch.from_numpy(sbp).float()
        }
    
train_dataset = SBPEstimateDataset(ext='demo')
train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batchSize, # 分批次训练
             shuffle=True, num_workers=int(8))

整个数据样本为1000,以batchSize = 128划分,分为8份,前7份为104个样本,第8份则为104个样本。在网络训练过程中,是一份数据一份数据进行训练的

第四步、模型训练

# 优化器,Adam 
optimizer = optim.Adam(list(model.parameters()), lr=0.0001, betas=(0.9, 0.999),weight_decay=0.004) 
scheduler = optim.lr_scheduler.ExponentialLR(optimizer, gamma=0.997) 
criterion = nn.MSELoss() # loss function 
 
if torch.cuda.is_available(): # 有GPU,则用GPU计算
   model.cuda() 
   criterion.cuda() 
 
for epoch in range(niter): 
   losses = [] 
   ERROR_Train = [] 
   model.train() 
   for i, data in enumerate(train_loader, 0): 
     model.zero_grad()# 首先提取清零 
     real_cpu, label_cpu = data['fea'], data['sbp'] 
 
     if torch.cuda.is_available():# CUDA可用情况下,将Tensor 在GPU上运行 
       real_cpu = real_cpu.cuda() 
       label_cpu = label_cpu.cuda() 
 
 
       input=real_cpu 
       label=label_cpu 
 
       inputv = Variable(input) 
       labelv = Variable(label) 
 
       output = model(inputv) 
       err = criterion(output, labelv) 
       err.backward() 
       optimizer.step() 
 
       losses.append(err.data[0]) 
 
       error = output.data-label+ 1e-12 
       ERROR_Train.extend(error) 
 
   MAE = np.average(np.abs(np.array(ERROR_Train))) 
   ME = np.average(np.array(ERROR_Train)) 
   STD = np.std(np.array(ERROR_Train)) 
 
   print('[%d/%d] Loss: %.4f MAE: %.4f Mean Error: %.4f STD: %.4f' % ( 
   epoch, niter, np.average(losses), MAE, ME, STD))
   
   ​​
[0/10] Loss: 18384.6699 MAE: 135.3871 Mean Error: -135.3871 STD: 7.5580
[1/10] Loss: 17063.0215 MAE: 130.4145 Mean Error: -130.4145 STD: 7.8918
[2/10] Loss: 13689.1934 MAE: 116.6625 Mean Error: -116.6625 STD: 9.7946
[3/10] Loss: 8192.9053 MAE: 89.6611 Mean Error: -89.6611 STD: 12.9911
[4/10] Loss: 2979.1340 MAE: 52.5410 Mean Error: -52.5279 STD: 15.0930
[5/10] Loss: 599.7094 MAE: 22.2735 Mean Error: -19.9979 STD: 14.2069
[6/10] Loss: 207.2831 MAE: 11.2394 Mean Error: -4.8821 STD: 13.5528
[7/10] Loss: 189.8173 MAE: 9.8020 Mean Error: -1.2357 STD: 13.7095
[8/10] Loss: 188.3376 MAE: 9.6512 Mean Error: -0.6498 STD: 13.7075
[9/10] Loss: 186.8393 MAE: 9.6946 Mean Error: -1.0850 STD: 13.6332​
 

以上这篇Pytorch 神经网络—自定义数据集上实现教程就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python2.x利用commands模块执行Linux shell命令

用Python写运维脚本时,经常需要执行linux shell的命令,Python中的commands模块专门用于调用Linux shell命令,并返回状态和结果,下面是commands...

Python 实现数据结构-堆栈和队列的操作方法

队、栈和链表一样,在数据结构中非常基础一种数据结构,同样他们也有各种各样、五花八门的变形和实现方式。但不管他们形式上怎么变,队和栈都有其不变的最基本的特征,我们今天就从最基本,最简单的实...

python中装饰器级连的使用方法示例

前言 最近在学习python,学会了为什么要使用装饰器,也明白了装饰器是什么了,但是你也许会问,是否可以在装饰器前面再添加一层装饰器,会怎么样呢?就像大楼一样,一层一层地叠在一起。其实是...

Python内置加密模块用法解析

Python内置加密模块用法解析

这篇文章主要介绍了Python内置加密模块用法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 数据加密: 对称加密:数据加密...

人生苦短我用python python如何快速入门?

假设你希望学习Python这门语言,却苦于找不到一个简短而全面的入门教程。那么本教程将花费十分钟的时间带你走入Python的大门。本文的内容介于教程(Toturial)和速查手册(Che...