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

Python之列表的插入&替换修改方法

用例子说明 fruit = ['pineapple','grape','pear'] fruit[0:0] = ['Orange'] #在fruit集合中第一位插入字符串'Ora...

Python基于pygame实现的font游戏字体(附源码)

Python基于pygame实现的font游戏字体(附源码)

本文实例讲述了Python基于pygame实现的font游戏字体。分享给大家供大家参考,具体如下: 在pygame游戏开发中,一个友好的UI中,漂亮的字体是少不了的 今天就给大伙带来有关...

django使用图片延时加载引起后台404错误

django使用图片延时加载引起后台404错误

环境 django 1.10.6 缘起 今天接到一个任务——解决终端满屏日志中的无用错误。 django 会尽可能给你准确报出错误位置,但是一些复杂,深层次的错误它自带的错误日志有些不足...

Python enumerate函数功能与用法示例

本文实例讲述了Python enumerate函数功能与用法。分享给大家供大家参考,具体如下: eunmerate在英文中是列举、枚举的意思,在python中eunmerate()是一个...

Python入门_浅谈for循环、while循环

Python入门_浅谈for循环、while循环

Python中有两种循环,分别为:for循环和while循环。 1. for循环 for循环可以用来遍历某一对象(遍历:通俗点说,就是把这个循环中的第一个元素到最后一个元素依次访问一次)...