1、torch安装

pytorch cuda版本下载地址：https://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html

 其中先看官网安装torch需要的cuda版本，之后安装cuda版本，之后采用pip 下载对应的torch的gpu版本whl来进行安装。使用pip安装时如果是conda需要切换到对应的env下。

2、tensor创建

(1)创建不同类型的tensor

#torch 基础知识
import torch
#创建不同类型的tensor
print("创建不同类型的tensor")
a_float = torch.Tensor([1,2,3])
print("a_float=", a_float)
a_float2 = torch.FloatTensor([1,2,3]).zero_()#增加了zero_表示原地计算绝对值，返回原值，zero则计算一个新的tensor结果
print("a_float2=", a_float2)
a_int = torch.IntTensor([1,2,3])
print("a_int =", a_int)
a_double = torch.DoubleTensor(1,2)
print("a_double =", a_double)
print("后面还有ByteTensor(unsigned 8 bit integer),CharTensor(signed 8 bit integer), ShortTensor(16 bit integer), LongTensor(64 bit integer)")

=============================结果=======================================

创建不同类型的tensor
a_float= tensor([1., 2., 3.])
a_float2= tensor([0., 0., 0.])
a_int = tensor([1, 2, 3], dtype=torch.int32)
a_double = tensor([[4.4743e-316, 4.4757e-316]], dtype=torch.float64)
后面还有ByteTensor(unsigned 8 bit integer),CharTensor(signed 8 bit integer), ShortTensor(16 bit integer), LongTensor(64 bit integer)

(2)通过不同形式输入创建tensor

#通过不同输入创建tensor
print("通过不同输入创建tensor,size, *size, sequence, ndarray,tensor,storage")
a_size = torch.IntTensor(2,3)
print("a_size =", a_size)
a_size2 = torch.Tensor(*[1,2,3])
print("a_size2=",a_size2)
a_sequence = torch.Tensor([1,2,3])
print("a_sequence =", a_sequence)

======================================结果========================================
通过不同输入创建tensor,size, *size, sequence, ndarray,tensor,storage
a_size = tensor([[408112416,     32605,  90579216],
        [        0,        32,         0]], dtype=torch.int32)
a_size2= tensor([[[1.2311e-35, 0.0000e+00, 1.1751e-35],
         [0.0000e+00, 8.9683e-44, 0.0000e+00]]])
a_sequence = tensor([1., 2., 3.])

(3)torch.Tensor()与torch.tensor()的区别

        torch.Tensor()是一个类，是默认张量类型torch.FloatTensor()的别名，用于生成一个单精度浮点类型的张量
        torch.tensor()这里是小写，仅仅是一个python函数，函数原型是torch.tensor(data, dtype=None, device=None, require_grad=False)，其中data可以是list、tuple,numpy,ndarray等其他类型，torch.tensor会从data中数据部分拷贝而不是直接引用，根据数据类型生成相应类型的torch.Tensor

a_Tensor = torch.Tensor([1,2,3])
print("a_Tensor =", a_Tensor)
a_tensor = torch.tensor([1,2,3])
print("a_tensor =", a_tensor)

==================================结果====================================

Torch.Tensor()与torch.tensor()的区别
a_Tensor = tensor([1., 2., 3.])
a_tensor = tensor([1, 2, 3])

(4)Tensor类型间的转换

CPU和GPU的Tensor之间转换
data.cuda()：cpu –> gpu
data.cpu()：gpu –> cpu
Tensor与Numpy Array之间的转换
data.numpy()：Tensor –> Numpy.ndarray
torch.from_numpy(data)：Numpy.ndarray –> Tensor
Tensor的基本类型转换
tensor.long()：
tensor.half()：将tensor投射为半精度浮点(16位浮点)类型
tensor.int()：
tensor.double()：
tensor.float()：
tensor.char()：
tensor.byte()：
tensor.short()：
Tensor的基本数据类型转换
type(dtype=None, non_blocking=False, **kwargs)：指定类型改变。例如data = data.type(torch.float32)
type_as(tensor)：按照给定的tensor的类型转换类型。

#Tensor类型间的转换
print("Tensor类型间的转换")
#1 转换tensor的类型
a_int = torch.IntTensor([1,2,3])
print("a_int =", a_int)
a_float = a_int.type(torch.float)
print("a_float =", a_float)

b_int = torch.IntTensor([6,6,6])
print("b_int =", b_int)
b_float = b_int.type_as(a_float)
print("b_float =", b_float)

b_float2 = b_int.float()
print("b_float2 =", b_float2)

==========================结果=================================

Tensor类型间的转换
a_int = tensor([1, 2, 3], dtype=torch.int32)
a_float = tensor([1., 2., 3.])
b_int = tensor([6, 6, 6], dtype=torch.int32)
b_float = tensor([6., 6., 6.])
b_float2 = tensor([6., 6., 6.])

2.torch.nn.functional中有很多功能。什么时候用nn.Module，什么时候用nn.functional。一般参数情况下有学习参数使用nn.Module，其他情况用nn.functional相对更简单一些。

3、一般模型在训练时会使用model.train,这样会正常使用Batch Normalization和Dropout，

     测试时一般选择model.eval()，这样就不使用Batch Normalization和Dropout

4、对于tensor，维度0表示纵轴，维度1表示横轴。

5、nn.Sequential是表示按照序列进行层运算。

6、加载预训练模型，torchvision中有很多经典网络架构，调用起来十分方便，并且可用人家训练好的权重参数来继续训练，也就是所谓的迁移学习。

需要注意的是别人训练好的任务跟咱们得可不是完全一样，需要把最后head层改一改，一般也就是最后的全连接层，改成咱们自己的任务；

训练时可以全部重头训练，也可以只训练最后任务层；

网络保存可以有选择性，选择验证集中效果最好的。   

 7、from torchvision    import transforms, models, datasets

8、transforms.Compose([

transforms.Resize([96,96]),

transforms.RandomRotation(45),

transforms.RandomRotation(45),#随机旋转，-45到45

transforms.CenterCrop(64),

transforms.HorizontalFilp,RandomVerticalFlip,ColorJitter

ToTensor, Normalize

]),

归一化：x减u除以标准差

9、model name

feature_extract = True都用人家的特征，先不更新。

model_ft = models.resnet18()

最后AdaptiveAvgPool2d(output_size=(1,1))

in_features=512, out_features=1000,bias=True

def set_parameter_requires_grad(model, feature_extracting)

        if feature_extracting:

                for param in model.parameters()#name, param in model.named_parameters()

                        param.requires_grad = False

model_ft = model.resnet18(pretrained=use_pretrained)

num_f = model_ft.fc.in_features

model_ft.fc = nn.Linear(num_f, 102)

model_ft, input_size=initialize_model(model_name,102,feature_extract, use_pretrained=True)

#保存模型就是保存graph、parameter

filename='model.ft'
if feature_extract:
    params_to_update = []
    for name, param in model_ft.named_parameters():
        if param.requires_grad == True:
            params_to_update.append(param)
            print("\t",name)
optimizer_ft = optim.Adam(params_to_update, lr=1e-2)#将需要更新的参数传进来，这里只更新最后的fc层
scheduler = optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer_ft, step_size=10, gamma=0.1
#学习率每迭代10个epoch衰减原来的1/10
criterion = nn.CrossEntropyLoss()

def train_model(model, dataloaders, criterion, optimizer, num_epoch=25,                      
    filename="best.pt")
    best_acc = 0 #模型保存最好的
    device = 'cuda:0'
    LRs = [optimizer.param_groups[0]['lr']]
    best_model_wts = copy.deepcopy(model.state_dict())
    for inputs, labels in dataloader[phase]:
        optimizer.zero_grad()
        #只有训练的时候计算和更新梯度
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)
        _, preds = torch.max(outputs, 1)
        if phase == 'train':
            loss.backward()
            optimizer.step()
        runing_loss += loss.item()
        runing_crrets += torch.sum(preds == labels.data)
    epoch_loss = running_loss/len(dataloader[phase].dataset)
       if phase == 'valid' and epoch_acc>best_acc:
            state = {
                'state_dict' :model.state_dict(),
                'best_acc': best_acc,
                'optimizer':optimizer.state_dict(),
            }
        LRs.append(optimizer.param_groups[0]['lr'])
        scheduler.step()
    model.load_state_dict(best_model_wts)
    return model, val_acc_history, train_acc_history


    

10、训练对比

resnet18，只冻住FC层，则性能36%

resnet18，全部训练，则性能

for param in model_ft.parameters():

        param.requires_grad = True

checkpoint = torch.load(filename)

model_ft.load_state_dict(checkpoint['state_dict'])

测试数据预处理：

测试数据处理方法要跟训练时一致才可以

crop操作目的保证输入大小一致

标准化也是必须得，使用训练相同的mean和std

最后颜色通道是一个维度，很多工具包都不一样，需要转换

PIL工具包，from PIL import image

fig =  plt.figure(figsize=(20,20))

11、数据集制作

 

 

 

 

 

 

 

 

(6) 将写好的Dataset进行实例化，并实例化dataloader