Pytorch深度学习快速入门—LeNet简单介绍(附代码)_lenet代码实现

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    输入数据(输入特征图input feature map):32*32

       卷积核大小:5*5

计算公式:

height_{out}=\frac{height_{in}-height_{kernel}+2*padding}{stride}+1width_{out}=\frac{width_{out}-widtht_{kernel}+2*padding}{stride}+1

其中,height_{in}是指输入图片的高度;width_{in}是指输入图片的宽度;height_{kernel}是指卷积核的大小;padding是指向图片外面补边,默认为0;S是指步长,卷积核遍历图片的步长,默认为1。

      卷积核种类(通道数):6

  输出数据(输出特征图output feature map):28*28

2.3 S2层-池化层(下采样层)

      池化是缩小高、长方向上的空间的运算。

输入数据:28*28

采样区域:2*2

采样种类(通道数):6

    输出数据:14*14

注意:①经过池化运算,输入数据和输出数据的通道数不会发生变化。

②此时,S2中每个特征图的大小是C1中每个特征图大小的1/4.

2.4 C3层-卷积层

    **输入数据:**S2中所有6个或者几个特征map组合

       卷积核大小:5*5

      卷积核种类(通道数):16

  输出数据(输出特征图output feature map):10*10

注意:C3中的每个特征map是连接到S2中的所有6个或者几个特征map的,表示本层的特征map是上一层提取到的特征map的不同组合。

2.5 S4层-池化层(下采样层)

输入数据:10*10

采样区域:2*2

采样种类(通道数):16

    输出数据:5*5

2.6 C5层-卷积层

    **输入数据:**S4层的全部16个单元特征map(与s4全相连)

       卷积核大小:5*5

      卷积核种类(通道数):120

  输出数据(输出特征图output feature map):1*1

2.7 F6层-全连接层

    **输入数据:**120维向量

 **输出数据:**84维向量

2.8 Output层-全连接层

    **输入数据:**84维向量

 **输出数据:**10维向量

三、代码实现(采用的激活函数为relu函数)

3.1 搭建网络框架

(1)导包:

import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F

 (2)**定义卷积神经网络:**由于训练数据采用的是彩色图片(三通道),因此与上面介绍的通道数有出入。

class Net(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net,self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(3,6,5)
        self.conv2 = nn.Conv2d(6,16,5)
        self.fc1 = nn.Linear(16*5*5,120)
        self.fc2 = nn.Linear(120,84)
        self.fc3 = nn.Linear(84,10)
    def forward(self,x):
        x = self.conv1(x)
        x = F.relu(x)
        x = F.max_pool2d(x,(2,2))
        x = F.max_pool2d(F.relu(self.conv2(x)),2)
        x = x.view(-1,x.size()[1:].numel())
        x = F.relu(self.fc1(x))
        x = F.relu(self.fc2(x))
        x = self.fc3(x)
        return x

(3)**测试网络效果:**相当于打印初始化部分,可以查看网络的结构

net = Net()
print(net)

3.2 定义数据集

(1)导包:

import torchvision
import torchvision.transforms as transforms

(2)下载数据集:

        解决Downloading data from www.cs.toronto.edu/~kriz/cifar…

        解决方法:

①下载文件:**下载地址:**pan.baidu.com/s/1Nh28Ryfw… 

        提取码:1h4x

②将下载好的文件重命名为cifar-10-batches-py.tar.gz

③将文件保存至相应地址下即可

transform = transforms.Compose([
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize((0.5,0.5,0.5),(0.5,0.5,0.5))
])

trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data',train=True,download=True,transform=transform)
testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data',train=False,download=True,transform=transform)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset,batch_size=4,shuffle=True,num_workers=0)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset,batch_size=4,shuffle=False,num_workers=0)

(3)定义元组:进行类别名的中文转换

classes = ('airplane','automobile','bird','car','deer','dog','frog','horse','ship','truck')

 (4)运行数据加载器:使用绘图函数查看数据加载效果

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def imshow(img):
    img = img / 2 + 0.5
    npimg = img.numpy()
    plt.imshow(np.transpose(npimg,(1,2,0)))
    plt.show()

dataiter = iter(trainloader)
images,labels = dataiter.next()

imshow(torchvision.utils.make_grid(images))

print(labels)
print(labels[0],classes[labels[0]])
print(' '.join(classes[labels[j]] for j in range(4)))

3.3 定义损失函数与优化器

(1)**定义损失函数:**交叉熵损失函数

criterion = nn.CrossEntropyLoss()

(2)**定义优化器:**让网络进行更新,不断更新好的参数,达到更好的效果

import torch.optim as optim
optimizer = optim.SGD(net.parameters(),lr=0.001,momentum=0.9)

3.4 训练网络

for epoch in range(2):
    
    running_loss = 0.0
    
    for i,data in enumerate(trainloader,0):
        inputs,labels = data
        optimizer.zero_grad()
        
        outputs = net(inputs)
        loss = criterion(outputs,labels)
        loss.backward()


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