Pytorch 神经网络—自定义数据集上实现教程

yipeiwu_com5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

使用python的turtle绘画滑稽脸实例

使用python的turtle绘画滑稽脸实例

这是借鉴了一位兄弟的代码,然后进行修改的,原来代码存在问题,用了2小时,自己修改,终于画出了滑稽脸,也算是对于今天学的turtle绘画库的一个小小的记录吧!(有错误希望各位看官指正啊)...

python读取文本中的坐标方法

利用python读取文本文件很方便,用到了string模块,下面用一个小例子演示读取文本中的坐标信息。 import string x , y , z = [] , [] ,[]...

python使用xlrd与xlwt对excel的读写和格式设定

前言 python操作excel主要用到xlrd和xlwt这两个库,即xlrd是读excel,xlwt是写excel的库。本文主要介绍了python使用xlrd与xlwt对excel的读...

用python给自己做一款小说阅读器过程详解

用python给自己做一款小说阅读器过程详解

前言 前一段时间书荒的时候,在喜马拉雅APP发现一个主播播讲的小说-大王饶命。听起来感觉很好笑,挺有意思的,但是只有前200张是免费的,后面就要收费。一章两毛钱,本来是想要买一下,发现说...

在Python中使用AOP实现Redis缓存示例

越来越觉得的缓存是计算机科学里最NB的发明(没有之一),本文就来介绍了一下在Python中使用AOP实现Redis缓存示例,小伙伴们一起来了解一下 import redis ena...