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实现多态、协议和鸭子类型的代码详解

多态 问起面向对象的三大特性,几乎每个人都能对答如流:封装、继承、多态。今天我们就要来说一说 Python 中的多态。 所谓多态:就是指一个类实例的相同方法在不同情形有不同表现形式。多态...

Python实现栈和队列的简单操作方法示例

Python实现栈和队列的简单操作方法示例

本文实例讲述了Python实现栈和队列的简单操作方法。分享给大家供大家参考,具体如下: 先简单的了解一下数据结构里面的栈和堆: 栈和队列是两种基本的数据结构,同为容器类型。两者根本的区别...

python 定义n个变量方法 (变量声明自动化)

code: for i in range(100): cmd = "t%s = 1" % i exec cmd eval("t%s" % i) print t10 输出...

深入源码解析Python中的对象与类型

深入源码解析Python中的对象与类型

对象 对象, 在C语言是如何实现的? Python中对象分为两类: 定长(int等), 非定长(list/dict等) 所有对象都有一些相同的东西, 源码中定义为PyObject...

详细解读Python中的__init__()方法

__init__()方法意义重大的原因有两个。第一个原因是在对象生命周期中初始化是最重要的一步;每个对象必须正确初始化后才能正常工作。第二个原因是__init__()参数值可以有多种形式...