PyTorch详解经典网络种含并行连结的网络GoogLeNet实现流程

 更新时间:2022年05月06日 17:21:39   作者:峡谷的小鱼  
今天小编就为大家分享一篇Pytorch实现GoogLeNet的方法,GoogLeNet提出了一个名为“Inception”的深度卷积神经网结构,其目标是将分类、识别ILSVRC14数据集的技术水平提高一个层次。这一结构的主要特征是对网络内部计算资源的利用进行了优化

含并行连结的网络 GoogLeNet

在GoogleNet出现值前,流行的网络结构使用的卷积核从1×1到11×11,卷积核的选择并没有太多的原因。GoogLeNet的提出,说明有时候使用多个不同大小的卷积核组合是有利的。

import torch
from torch import nn
from torch.nn import functional as F

1. Inception块

Inception块是 GoogLeNet 的基本组成单元。Inception 块由四条并行的路径组成,每个路径使用不同大小的卷积核:

路径1:使用 1×1 卷积层;

路径2:先对输出执行 1×1 卷积层,来减少通道数,降低模型复杂性,然后接 3×3 卷积层;

路径3:先对输出执行 1×1 卷积层,然后接 5×5 卷积层;

路径4:使用 3×3 最大汇聚层,然后使用 1×1 卷积层;

在各自路径中使用合适的 padding ,使得各个路径的输出拥有相同的高和宽,然后将每条路径的输出在通道维度上做连结,作为 Inception 块的最终输出.

class Inception(nn.Module):
    def __init__(self, in_channels, out_channels):
        super(Inception, self).__init__()
        # 路径1
        c1, c2, c3, c4 = out_channels
        self.route1_1 = nn.Conv2d(in_channels, c1, kernel_size=1)
        # 路径2
        self.route2_1 = nn.Conv2d(in_channels, c2[0], kernel_size=1)
        self.route2_2 = nn.Conv2d(c2[0], c2[1], kernel_size=3, padding=1)
        # 路径3
        self.route3_1 = nn.Conv2d(in_channels, c3[0], kernel_size=1)
        self.route3_2 = nn.Conv2d(c3[0], c3[1], kernel_size=5, padding=2)
        # 路径4
        self.route4_1 = nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=1, padding=1)
        self.route4_2 = nn.Conv2d(in_channels, c4, kernel_size=1)
    def forward(self, x):
        x1 = F.relu(self.route1_1(x))
        x2 = F.relu(self.route2_2(F.relu(self.route2_1(x))))
        x3 = F.relu(self.route3_2(F.relu(self.route3_1(x))))
        x4 = F.relu(self.route4_2(self.route4_1(x)))
        return torch.cat((x1, x2, x3, x4), dim=1) 

2. 构造 GoogLeNet 网络

顺序定义 GoogLeNet 的模块。

第一个模块,顺序使用三个卷积层。

# 模型的第一个模块
b1 = nn.Sequential(
    nn.Conv2d(1, 64, kernel_size=7, stride=2, padding=3,),
    nn.ReLU(),
    nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2, padding=1),
    nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=1),
    nn.ReLU(),
    nn.Conv2d(64, 192, kernel_size=3, padding=1),
    nn.ReLU(),
    nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2, padding=1)
                   )

第二个模块,使用两个Inception模块。

# Inception组成的第二个模块
b2 = nn.Sequential(
    Inception(192, (64, (96, 128), (16, 32), 32)),
    Inception(256, (128, (128, 192), (32, 96), 64)),
    nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2, padding=1)
                    )

第三个模块,串联五个Inception模块。

# Inception组成的第三个模块
b3 = nn.Sequential(
    Inception(480, (192, (96, 208), (16, 48), 64)),
    Inception(512, (160, (112, 224), (24, 64), 64)),
    Inception(512, (128, (128, 256), (24, 64), 64)),
    Inception(512, (112, (144, 288), (32, 64), 64)),
    Inception(528, (256, (160, 320), (32, 128), 128)),
    nn.MaxPool2d(kernel_size=3, stride=2, padding=1)
                    )

第四个模块,传来两个Inception模块。

GoogLeNet使用 avg pooling layer 代替了 fully-connected layer。一方面降低了维度,另一方面也可以视为对低层特征的组合。

# Inception组成的第四个模块
b4 = nn.Sequential(
    Inception(832, (256, (160, 320), (32, 128), 128)),
    Inception(832, (384, (192, 384), (48, 128), 128)),
    nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1)),
    nn.Flatten()
                    )
net = nn.Sequential(b1, b2, b3, b4, nn.Linear(1024, 10))
x = torch.randn(1, 1, 96, 96)
for layer in net:
    x = layer(x)
    print(layer.__class__.__name__, "output shape: ", x.shape)

输出:

Sequential output shape:  torch.Size([1, 192, 28, 28])
Sequential output shape:  torch.Size([1, 480, 14, 14])
Sequential output shape:  torch.Size([1, 832, 7, 7])
Sequential output shape:  torch.Size([1, 1024])
Linear output shape:  torch.Size([1, 10])

3. FashionMNIST训练测试

def load_datasets_Cifar10(batch_size, resize=None):
    trans = [transforms.ToTensor()]
    if resize:
        transform = trans.insert(0, transforms.Resize(resize))
    trans = transforms.Compose(trans)
    train_data = torchvision.datasets.CIFAR10(root="../data", train=True, transform=trans, download=True)
    test_data = torchvision.datasets.CIFAR10(root="../data", train=False, transform=trans, download=True)
    print("Cifar10 下载完成...")
    return (torch.utils.data.DataLoader(train_data, batch_size, shuffle=True),
            torch.utils.data.DataLoader(test_data, batch_size, shuffle=False))
def load_datasets_FashionMNIST(batch_size, resize=None):
    trans = [transforms.ToTensor()]
    if resize:
        transform = trans.insert(0, transforms.Resize(resize))
    trans = transforms.Compose(trans)
    train_data = torchvision.datasets.FashionMNIST(root="../data", train=True, transform=trans, download=True)
    test_data = torchvision.datasets.FashionMNIST(root="../data", train=False, transform=trans, download=True)
    print("FashionMNIST 下载完成...")
    return (torch.utils.data.DataLoader(train_data, batch_size, shuffle=True),
            torch.utils.data.DataLoader(test_data, batch_size, shuffle=False))
def load_datasets(dataset, batch_size, resize):
    if dataset == "Cifar10":
        return load_datasets_Cifar10(batch_size, resize=resize)
    else:
        return load_datasets_FashionMNIST(batch_size, resize=resize)
train_iter, test_iter = load_datasets("", 128, 96) # Cifar10

训练结果:

到此这篇关于PyTorch详解经典网络种含并行连结的网络GoogLeNet实现流程的文章就介绍到这了,更多相关PyTorch GoogLeNet内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

您可能感兴趣的文章:

相关文章

  • Python 必须了解的5种高级特征

    Python 必须了解的5种高级特征

    Python 多好用不用多说,大家看看自己用的语言就知道了。但是 Python 隐藏的高级功能你都 get 了吗?本文中,作者列举了 Python 中五种略高级的特征以及它们的使用方法,快来一探究竟吧!
    2020-09-09
  • Python实战练习之终于对肯德基下手

    Python实战练习之终于对肯德基下手

    读万卷书不如行万里路,学的扎不扎实要通过实战才能看出来,本篇文章手把手带你爬下肯德基的官网,大家可以在过程中查缺补漏,看看自己掌握程度怎么样
    2021-10-10
  • python中的函数用法入门教程

    python中的函数用法入门教程

    这篇文章主要介绍了python中的函数用法,包括了函数的定义及参数的各种注意事项等,对Python初学者有很好的借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2014-09-09
  • Python基于twisted实现简单的web服务器

    Python基于twisted实现简单的web服务器

    这篇文章主要介绍了Python基于twisted实现简单的web服务器,可模拟出简单的web服务器功能,是很实用的技巧,需要的朋友可以参考下
    2014-09-09
  • 如何利用Python实现简单C++程序范围分析

    如何利用Python实现简单C++程序范围分析

    这篇文章主要介绍了如何利用Python实现简单C++程序范围分析,文章以举例说明及过程实现思路的方式展开讲解,具有一定的的参考价值,需要的小伙伴可以参考一下,希望对你有所帮助
    2022-02-02
  • 机器学习Erdos Renyi随机图生成方法及特性

    机器学习Erdos Renyi随机图生成方法及特性

    这篇文章主要为大家介绍了机器学习Erdos Renyi随机图生成方法及特性详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2022-05-05
  • 通过Python来使用七牛云存储的方法详解

    通过Python来使用七牛云存储的方法详解

    这篇文章主要介绍了通过Python来使用七牛云存储的方法详解,七牛云存储是国内领先的服务器数据备份解决方案商,需要的朋友可以参考下
    2015-08-08
  • Python中使用 zipfile创建文件压缩工具

    Python中使用 zipfile创建文件压缩工具

    这篇文章主要介绍了Python中使用zipfile创建文件压缩工具,通过使用 wxPython 模块,我们创建了一个简单而实用的文件压缩工具,本文结合实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的ca参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2023-09-09
  • Pycharm远程连接服务器并运行与调试

    Pycharm远程连接服务器并运行与调试

    本篇文章介绍一下 Pycharm 如何配置远程连接信息,使其能够在本地使用服务器上的GPU等硬件资源,并在本地完成代码的运行与调试,感兴趣的可以了解一下
    2021-08-08
  • Python统计分析模块statistics用法示例

    Python统计分析模块statistics用法示例

    这篇文章主要介绍了Python统计分析模块statistics用法,结合实例形式分析了Python统计分析模块statistics计算平均数、中位数、出现次数、标准差等相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
    2019-09-09

最新评论