第P7周：咖啡豆识别（VGG-16复现）

news2024/12/23 13:15:05

>- **🍨 本文为[🔗365天深度学习训练营](https://mp.weixin.qq.com/s/rbOOmire8OocQ90QM78DRA) 中的学习记录博客**
>- **🍖 原作者：[K同学啊 | 接辅导、项目定制](https://mtyjkh.blog.csdn.net/)**

一、前期工作

import torch
import torch.nn as nn
import torchvision.transforms as transforms
import torchvision
from torchvision import transforms, datasets
import os,PIL,pathlib,warnings

warnings.filterwarnings("ignore")             #忽略警告信息

device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
device

2. 导入数据

import os,PIL,random,pathlib

data_dir = './7-data/'
data_dir = pathlib.Path(data_dir)

data_paths  = list(data_dir.glob('*'))
classeNames = [str(path).split("\\")[1] for path in data_paths]
classeNames


# 关于transforms.Compose的更多介绍可以参考：https://blog.csdn.net/qq_38251616/article/details/124878863
train_transforms = transforms.Compose([
    transforms.Resize([224, 224]),  # 将输入图片resize成统一尺寸
    # transforms.RandomHorizontalFlip(), # 随机水平翻转
    transforms.ToTensor(),          # 将PIL Image或numpy.ndarray转换为tensor，并归一化到[0,1]之间
    transforms.Normalize(           # 标准化处理-->转换为标准正太分布（高斯分布），使模型更容易收敛
        mean=[0.485, 0.456, 0.406], 
        std=[0.229, 0.224, 0.225])  # 其中 mean=[0.485,0.456,0.406]与std=[0.229,0.224,0.225] 从数据集中随机抽样计算得到的。
])

test_transform = transforms.Compose([
    transforms.Resize([224, 224]),  # 将输入图片resize成统一尺寸
    transforms.ToTensor(),          # 将PIL Image或numpy.ndarray转换为tensor，并归一化到[0,1]之间
    transforms.Normalize(           # 标准化处理-->转换为标准正太分布（高斯分布），使模型更容易收敛
        mean=[0.485, 0.456, 0.406], 
        std=[0.229, 0.224, 0.225])  # 其中 mean=[0.485,0.456,0.406]与std=[0.229,0.224,0.225] 从数据集中随机抽样计算得到的。
])

total_data = datasets.ImageFolder("./7-data/",transform=train_transforms)
total_data

3. 划分数据集

二、手动搭建VGG-16模型

VGG-16结构说明：

●13个卷积层（Convolutional Layer），分别用blockX_convX表示
●3个全连接层（Fully connected Layer），分别用fcX与predictions表示
●5个池化层（Pool layer），分别用blockX_pool表示

VGG-16包含了16个隐藏层（13个卷积层和3个全连接层），故称为VGG-16

这里，我制作了一个视频来展示VGG-16的传播过程

play

0:00/0:22

倍速

volumeUp

fullscreen

VGG-16网络动画展示

FC7

FE8

FC6

7*7*512

1*1*512

1*1*1000

1*1*512

CONV5

CONV4

14*14*512

CONV3

28*28*512

CONV2

56*56*256

112*112*128

CONVOLUTION+RELU

K同学啊制作

MAX POOLING

CONVI

百度/谷歌/微信搜索:K同学啊

224*224*64

FULLY CONNECTED+RELU

1. 搭建模型

2. 查看模型详情

三、训练模型
1. 编写训练函数

2. 编写测试函数

测试函数和训练函数大致相同，但是由于不进行梯度下降对网络权重进行更新，所以不需要传入优化器

3. 正式训练

model.train()、model.eval()训练营往期文章中有详细的介绍。

📌如果将优化器换成 SGD 会发生什么呢？请自行探索接下来发生的诡异事件的原因。

四、结果可视化
1. Loss与Accuracy图