课程资源：5、帮各位写好了十多个分类模型，直接运行即可【小学生都会的Pytorch】_哔哩哔哩_bilibili
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一、项目介绍
1. 数据集准备
数据集在data文件夹下
2. 运行CreateDataset.py
运行CreateDataset.py来生成train.txt和test.txt的数据集文件。
3. 运行TrainModal.py
进行模型的训练，从torchvision中的models模块import了alexnet, vgg, resnet的多个网络模型，使用时直接取消注释掉响应的代码即可，比如我现在训练的是vgg11的网络。
# 不使用预训练参数
# model = alexnet(pretrained=False, num_classes=5).to(device) # 29.3%
''' VGG系列 '''
model = vgg11(weights=False, num_classes=5).to(device) # 23.1%
# model = vgg13(weights=False, num_classes=5).to(device) # 30.0%
# model = vgg16(weights=False, num_classes=5).to(device)
''' ResNet系列 '''
# model = resnet18(weights=False, num_classes=5).to(device) # 43.6%
# model = resnet34(weights=False, num_classes=5).to(device)
# model = resnet50(weights= False, num_classes=5).to(device)
#model = resnet101(weights=False, num_classes=5).to(device) # 26.2%
# model = resnet152(weights=False, num_classes=5).to(device)同时需要注意的是， vgg11中的weights参数设置为false，我们进入到vgg的定义页发现weights即为是否使用预训练参数，设置为FALSE说明我们不使用预训练参数，因为vgg网络的预训练类别数为1000，而我们自己的数据集没有那么多类，因此不使用预训练。
把最后一行中产生的pth的文件名称改成对应网络的名称，如model_vgg11.pth。
# 保存训练好的模型
torch.save(model.state_dict(), "model_vgg11.pth")
print("Saved PyTorch Model Success!")4. 如何切换显卡型号
我在运行过程中遇到了“torch.cuda.OutOfMemoryError”的问题，显卡的显存不够，在服务器中使用查看显卡占用情况命令：
nvidia -smi
可以看到我一直用的是默认显卡0，使用情况已经到了100%，但是显卡1使用了67%，还用显存使用空间，所以使用以下代码来把显卡0换成显卡1.
# 设置显卡型号为1
import os
os.environ['CUDA_VISIBLE_DEVICES'] = '1'二、代码
1. CreateDataset.py
'''
生成训练集和测试集，保存在txt文件中
'''
##相当于模型的输入。后面做数据加载器dataload的时候从里面读他的数据
import os
import random#打乱数据用的
# 百分之60用来当训练集
train_ratio = 0.6
# 用来当测试集
test_ratio = 1-train_ratio
rootdata = r"data" #数据的根目录
train_list, test_list = [],[]#读取里面每一类的类别
data_list = []
#生产train.txt和test.txt
class_flag = -1
for a,b,c in os.walk(rootdata):
print(a)
for i in range(len(c)):
data_list.append(os.path.join(a,c[i]))
for i in range(0,int(len(c)*train_ratio)):
train_data = os.path.join(a, c[i])+'\t'+str(class_flag)+'\n'
train_list.append(train_data)
for i in range(int(len(c) * train_ratio),len(c)):
test_data = os.path.join(a, c[i]) + '\t' + str(class_flag)+'\n'
test_list.append(test_data)
class_flag += 1
print(train_list)
random.shuffle(train_list)#打乱次序
random.shuffle(test_list)
with open('train.txt','w',encoding='UTF-8') as f:
for train_img in train_list:
f.write(str(train_img))
with open('test.txt','w',encoding='UTF-8') as f:
for test_img in test_list:
f.write(test_img)2.TrainModal.py
'''
加载pytorch自带的模型，从头训练自己的数据
'''
import time
import torch
from torch import nn
from torch.utils.data import DataLoader
from utils import LoadData
import os
os.environ['CUDA_VISIBLE_DEVICES'] = '1'
from torchvision.models import alexnet #最简单的模型
from torchvision.models import vgg11, vgg13, vgg16, vgg19 # VGG系列
from torchvision.models import resnet18, resnet34,resnet50, resnet101, resnet152 # ResNet系列
from torchvision.models import inception_v3 # Inception 系列
# 定义训练函数，需要
def train(dataloader, model, loss_fn, optimizer):
size = len(dataloader.dataset)
# 从数据加载器中读取batch（一次读取多少张，即批次数），X(图片数据)，y（图片真实标签）。
for batch, (X, y) in enumerate(dataloader):
# 将数据存到显卡
X, y = X.cuda(), y.cuda()
# 得到预测的结果pred
pred = model(X)
# 计算预测的误差
# print(pred,y)
loss = loss_fn(pred, y)
# 反向传播，更新模型参数
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
# 每训练10次，输出一次当前信息
if batch % 10 == 0:
loss, current = loss.item(), batch * len(X)
print(f"loss: {loss:>7f} [{current:>5d}/{size:>5d}]")
def test(dataloader, model):
size = len(dataloader.dataset)
# 将模型转为验证模式
model.eval()
# 初始化test_loss 和 correct， 用来统计每次的误差
test_loss, correct = 0, 0
# 测试时模型参数不用更新，所以no_gard()
# 非训练， 推理期用到
with torch.no_grad():
# 加载数据加载器，得到里面的X（图片数据）和y(真实标签）
for X, y in dataloader:
# 将数据转到GPU
X, y = X.cuda(), y.cuda()
# 将图片传入到模型当中就，得到预测的值pred
pred = model(X)
# 计算预测值pred和真实值y的差距
test_loss += loss_fn(pred, y).item()
# 统计预测正确的个数
correct += (pred.argmax(1) == y).type(torch.float).sum().item()
test_loss /= size
correct /= size
print(f"correct = {correct}, Test Error: \n Accuracy: {(100*correct):>0.1f}%, Avg loss: {test_loss:>8f} \n")
if __name__=='__main__':
batch_size = 8
# # 给训练集和测试集分别创建一个数据集加载器
train_data = LoadData("train.txt", True)
valid_data = LoadData("test.txt", False)
train_dataloader = DataLoader(dataset=train_data, num_workers=4, pin_memory=True, batch_size=batch_size, shuffle=True)
test_dataloader = DataLoader(dataset=valid_data, num_workers=4, pin_memory=True, batch_size=batch_size)
# 如果显卡可用，则用显卡进行训练
device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
print(f"Using {device} device")
'''
随着模型的加深，需要训练的模型参数量增加，相同的训练次数下模型训练准确率起来得更慢
'''
# 不使用预训练参数
# model = alexnet(pretrained=False, num_classes=5).to(device) # 29.3%
''' VGG系列 '''
model = vgg11(weights=False, num_classes=5).to(device) # 23.1%
# model = vgg13(weights=False, num_classes=5).to(device) # 30.0%
# model = vgg16(weights=False, num_classes=5).to(device)
''' ResNet系列 '''
# model = resnet18(weights=False, num_classes=5).to(device) # 43.6%
# model = resnet34(weights=False, num_classes=5).to(device)
# model = resnet50(weights= False, num_classes=5).to(device)
#model = resnet101(weights=False, num_classes=5).to(device) # 26.2%
# model = resnet152(weights=False, num_classes=5).to(device)
print(model)
# 定义损失函数，计算相差多少，交叉熵，
loss_fn = nn.CrossEntropyLoss()
# 定义优化器，用来训练时候优化模型参数，随机梯度下降法
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=1e-3) # 初始学习率
# 一共训练1次
epochs = 1
for t in range(epochs):
print(f"Epoch {t+1}\n-------------------------------")
time_start = time.time()
train(train_dataloader, model, loss_fn, optimizer)
time_end = time.time()
print(f"train time: {(time_end-time_start)}")
test(test_dataloader, model)
print("Done!")
# 保存训练好的模型
torch.save(model.state_dict(), "model_vgg11.pth")
print("Saved PyTorch Model Success!")3. 运行结果
vgg11的运行结果：，可以看到最后的准确率是24.8%，因为没有用预训练模型，所以准确率很低。
