以Mnist为例从头开始自己建立数据集，搭建resnet34,识别Mnist
- 2019 年 11 月 7 日
- 筆記
写在前面：
本人小白研一，刚开始学习深度学习，将自己的第一个实验过程总结下来，看了很多的大牛的博客，在下面的程序中也参考了很多大牛的博客。在刚开始入门的学习的时候，直接编写程序下载数据集，但是后来觉得可能会用到自己手动构建数据集。所以自己参考了一些博客，尝试了从自己手动构造数据集——搭建Resnet34网络——训练——验证的一整个过程。下面将自己的实验过程记录如下。本文重点介绍自己构建数据集与神经网络搭建部分
本人才疏学浅，刚入门，有错误纰漏的地方恳请各位批评指正。
第一章：
首先需要自己构建Mnist数据集，当然也可以自己从网络上下载。在这里，由于本人有点作，想尝试自己构造数据集，话不多说，直接贴代码
1 #!/usr/bin/env python 3.6 2 #_*_coding:utf-8 _*_ 3 #@Time :2019/11/7 9:10 4 #@Author :控制工程小白 5 #@FileName: 自己制作Mnist数据集.py 6 7 #@Software: PyCharm 8 import torch 9 import torchvision 10 from skimage import io 11 #import os 12 mnist_train=torchvision.datasets.MNIST('./make_mnistdata',train=True,download=True)#首先下载数据集，并数据分割成训练集与数据集 13 mnist_test=torchvision.datasets.MNIST('./make_mnistdata',train=False,download=True) 14 print('testset:',len(mnist_test)) 15 #txt_path = "G:/Mnist_Recognition/mnist_label.txt" 16 # if not os.path.exists(txt_path): 17 # os.makedirs(txt_path) 18 f=open("./mnist_test.txt",'w')#在指定路径之下生成.txt文件 19 for i,(img,label) in enumerate(mnist_test): 20 img_path = "./mnist_test/" + str(i) + ".jpg" 21 io.imsave(img_path, img)#将图片数据以图片.jpg格式存在指定路径下 22 img_paths=img_path+str(i)+".jpg" 23 f.write(img_path+' '+str(label)+'n')#将路径与标签组合成的字符串存在.txt文件下 24 f.close()#关闭文件
注意，在运行这段代码之前应该在根目录下新建一个mnist_train文件夹用于存放训练集的图片，新建mnist_test文件夹用于存放测试集的图片，运行这段代码之后会生成一个mnist_test.txt与mnist_train.txt 文件，用来储存各个字符串，这个字符串由每个图片的路径与对应的标签组成，至于这样做有什么用，请看下文。贴一下上述代码运行结果
第二章：
下面将会用到上一章生成的.txt 文件，先上代码
1 #!/usr/bin/env python 3.6 2 #_*_coding:utf-8 _*_ 3 #@Time :2019/11/7 11:38 4 #@Author :控制工程小白 5 #@FileName: My_dataset.py 6 7 #@Software: PyCharm 8 from PIL import Image 9 import torch 10 from torch.utils import data 11 import torchvision.transforms as transforms 12 from torch.utils.data import DataLoader 13 import matplotlib.pyplot as plt 14 class MyDataset(data.Dataset): 15 def __init__(self,datatxt,transform=None,target_transform=None): 16 super(MyDataset,self).__init__() 17 fh=open(datatxt,'r')#读取标签文件.txt 18 imgs=[]#暂时定义一个空的列表 19 for line in fh: 20 line.strip('n')#出去字符串末尾的空格、制表符 21 words=line.split()#将路径名与标签分离出来 22 imgs.append((words[0],int(words[1])))#word[0]表示图片的路径名，word[1]表示该数字图片对应的标签 23 self.imgs=imgs 24 self.transform=transform 25 self.target_transform=target_transform 26 #self.loader=loader 27 def __getitem__(self, index): 28 fn,label=self.imgs[index]#fn表示图片的路径 29 img = Image.open(fn)#.convert('RGB'),这里时候需要转换成RGB图像视神经网络结构而定，读取文件的路径名，也即打开图片 30 if self.transform is not None: 31 img=self.transform(img) 32 return img,label#返回图片与标签 33 def __len__(self): 34 return len(self.imgs)
这段代码构造了一个类，用于获取刚刚建立的数据集，思想就是读取刚刚建立的.txt文件，将其中的图片的路径名与该图片对应的标签分离，然后根据根据图片的路径名获取数据集。
第三章：
搭建神经网络，随着深度学习的发展，已经出现了很多种神经网络，一般而言，神经网络越深越好，但是神经网络的维度太深的话，会导致神经网络过拟合，于是开发者开发了一种残差神经网络Resnet，它是由很多个残差快组成，每个残差块都包含跳连接，防止过拟合，这样可以达到网络更深同时性能不会受到过拟合的影响。
下面直接贴Resnet34代码
#!/usr/bin/env python 3.6 #_*_coding:utf-8 _*_ #@Time :2019/11/7 15:44 #@Author :hujinzhou #@FileName: neural_network4.py #@Software: PyCharm import torch.nn as nn class Reslock(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels, stride=1): super(Reslock, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=stride, padding=1) self.bn1 = nn.BatchNorm2d(out_channels) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.conv2 = nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.bn2 = nn.BatchNorm2d(out_channels) if in_channels != out_channels: self.downsample = nn.Sequential( nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=1, stride=2), nn.BatchNorm2d(out_channels) ) else: self.downsample = None def forward(self, x): identity = x out = self.conv1(x) out = self.bn1(out) out = self.relu(out) out = self.conv2(out) out = self.bn2(out) if self.downsample is not None: identity = self.downsample(x) out += identity out = self.relu(out) return out class ResNet34(nn.Module): def __init__(self, num_classes=10): super(ResNet34, self).__init__() self.first = nn.Sequential( nn.Conv2d(1, 64, 7, 2, 3), nn.BatchNorm2d(64), nn.ReLU(inplace=True), nn.MaxPool2d(3, 1, 1) ) self.layer1 = self.make_layer(64, 64, 3, 1) self.layer2 = self.make_layer(64, 128, 4, 2) self.layer3 = self.make_layer(128, 256, 6, 2) self.layer4 = self.make_layer(256, 512, 3, 2) self.avg_pool = nn.AvgPool2d(2) self.fc = nn.Linear(512, num_classes) def make_layer(self, in_channels, out_channels, block_num, stride): layers = [] layers.append(Reslock(in_channels, out_channels, stride)) for i in range(block_num - 1): layers.append(Reslock(out_channels, out_channels, 1)) return nn.Sequential(*layers) def forward(self, x): x = self.first(x) x = self.layer1(x) x = self.layer2(x) x = self.layer3(x) x = self.layer4(x) x = self.avg_pool(x) # x.size()[0]: batch size x = x.view(x.size()[0], -1) x = self.fc(x) return x
第四章：
上述过程弄好了，下面的过程就非常简单了，下面直接训练并识别验证就可以了，训练代码与验证代码就很简单了，在本文中直接贴训练结果图与识别精度图
