基于pytorch搭建ResNet神经网络用于花类识别

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🍊往期回顾:基于pytorch搭建VGGNet神经网络用于花类识别    基于pytorch搭建AlexNet神经网络用于花类识别

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基于pytorch搭建ResNet神经网络用于花类识别

写在前面

  这一系列已经写了好几篇了,这篇结束后可能就会停更一系列了,因为一方面,看懂了已经更新的这些我认为其他的网络大概就是照葫芦画瓢,自己多多少少是能看明白个大概的。【当然这是要在你对这部分网络结构的理论有充分的了解之后】另一方面,我觉得这部分真的得你自己切切实实的钻研,自己一步步的调试,看别人的文章、甚至是视频,你可能会得到短暂的满足,但是许多细节你是体验不到的。所以这里给出基于pytorch搭建ResNet神经网络用于花类识别的完整代码,希望大家下去后仔细阅读🌹🌹🌹

  至于这一系列再次更新的话不出意外会讲讲一些轻量级网络像MobileNetshuffleNet等,当然了这部分都已经做过理论部分的概述了🍋🍋🍋

还是回归到本文上来,首先你需要具备以下知识:

  • ResNet的理论
  • pytorch搭建网络基础

当然,这些我在前文都已经介绍过,大家抱着缺啥补啥的态度去看看呗🌾🌾🌾

ResNet网络模型搭建✨✨✨

  自己写文章的宗旨是致力于用最通俗的语言描述问题嘛🎯🎯🎯但是对于一些关乎于代码的文章,有的时候单纯的文字确实很难将问题表述清楚,因此我建议你先观看此视频,对ResNet网络模型搭建的整理流程有了一个大致的了解后再来阅读此文,然后再以这篇文章为辅进行学习,这样我觉得是高效的学习方式🍀🍀🍀【当然这样还是不够的,你一定要自己去独立的阅读代码,一步步的调试运行,这一点我想我再强调也不为过】

  ResNeta网络是有大量重复的结构堆叠而成的,它的网络层数主要有18层、34层、50层、101层和152层。对于18层和34层的网络它的基础模块为basic block,而对于50层、101层和152层的网络其基础模块为bottleneck block。我们可以分别来定义这两个基础模块,如下:

image.png

定义Bottleneck

image.png 注意:原论文中,在虚线残差结构的主分支上,第一个1x1卷积层的步距是2,第二个3x3卷积层步距是1。 但在pytorch官方实现过程中是第一个1x1卷积层的步距是1,第二个3x3卷积层步距是2, 这么做的好处是能够在top1上提升大概0.5%的准确率。 可参考Resnet v1.5 ngc.nvidia.com/catalog/mod…

接着我们就可以来定义我们的ResNet网络了:

image.png 我们可以看出再ResNet 的定义中有这样的函数:

image-20220422204905127

  该函数表示对ResNet的每个基础模块一个整合,即layer1对应conv2_x、layer2对应conv3_x、layer3对应conv4_x、layer4对应conv5_x🍚🍚🍚

<img src="https://gitee.com/wsj-create/cloudimage/raw/master/img/image-20220422210226368.png" alt="image-20220422210226368" style="zoom:80%;" />

_make_layer函数的定义如下: image.png

最后我们来看看如何定义一个具体的网络:

def resnet34(num_classes=1000, include_top=True):
    # https://download.pytorch.org/models/resnet34-333f7ec4.pth
    return ResNet(BasicBlock, [3, 4, 6, 3], num_classes=num_classes, include_top=include_top)


def resnet50(num_classes=1000, include_top=True):
    # https://download.pytorch.org/models/resnet50-19c8e357.pth
    return ResNet(Bottleneck, [3, 4, 6, 3], num_classes=num_classes, include_top=include_top)


def resnet101(num_classes=1000, include_top=True):
    # https://download.pytorch.org/models/resnet101-5d3b4d8f.pth
    return ResNet(Bottleneck, [3, 4, 23, 3], num_classes=num_classes, include_top=include_top)

训练结构展示

ResNet34训练结果:

ResNet50训练结果:

ResNet101训练结果:

迁移学习使用ResNet34预加载模型:

image-20220423102504762

下面给出各种模型生成的权重文件,如下:

image-20220423102746925

小结

  这一部分我感到有一些的奇怪,即上文用resnet训时,resnet101和resnet50的效果要比resnet34效果差,但是理论部分不是说resnet层数深效果越好嘛,这是什么原因呢?希望知道的可以告知。🌿🌿🌿


  问了一些大佬,对于上述问题他们的解答是:这个和自己任务也有关系,简单的任务可能用小网络效果更好。

参考视频:www.bilibili.com/video/BV14E…

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