Pytorch实现性别识别，男女分类

本篇博文纯粹是作为一个记录，不会讲得太清楚，但是本人亲自运行验证，损失率达到了0.002，还比较满意，毕竟这是我的第一个机器识别程序。

这是训练的损失率

先看看项目目录：

其中net.pt是训练后保存的模型数据，data文件夹下放有训练用的数据和测试数据

训练的数据我是从这里下载的训练数据下载

接下来是训练用到的代码：

import torch
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
from torch.autograd import Variable
import torch.optim as optim
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def loadtraindata():
    # 路径
    path = "data/train"
    trainset = torchvision.datasets.ImageFolder(path,transform=transforms.Compose([
                                                    # 将图片缩放到指定大小（h,w）或者保持长宽比并缩放最短的边到int大小
                                                    transforms.Resize((32, 32)),
                                                    transforms.CenterCrop(32),
                                                    transforms.ToTensor()])
                                                )
    trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=4,shuffle=True, num_workers=2)
    return trainloader

# 定义网络，继承torch.nn.Module
class Net(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net, self).__init__()
        # 卷积层
        self.conv1 = nn.Conv2d(3, 6, 5)
        # 池化层
        self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2)     
        # 卷积层
        self.conv2 = nn.Conv2d(6, 16, 5)
        # 全连接层
        self.fc1 = nn.Linear(16 * 5 * 5, 120)
        self.fc2 = nn.Linear(120, 84)
        # 2个输出
        self.fc3 = nn.Linear(84, 2)

    # 前向传播
    def forward(self, x):        
        # F就是torch.nn.functional
        x = self.pool(F.relu(self.conv1(x)))
        x = self.pool(F.relu(self.conv2(x)))
        #view()函数用来改变tensor的形状，
        #例如将2行3列的tensor变为1行6列，其中-1表示会自适应的调整剩余的维度
        #在CNN中卷积或者池化之后需要连接全连接层，所以需要把多维度的tensor展平成一维
        x = x.view(x.size(0), -1)
        # 从卷基层到全连接层的维度转换
        x = F.relu(self.fc1(x))
        x = F.relu(self.fc2(x))
        x = self.fc3(x)
        return x
    
def trainandsave():
    trainloader = loadtraindata()
    # 神经网络结构
    net = Net()
    # 优化器，学习率为0.001
    optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)
    # 损失函数也可以自己定义，我们这里用的交叉熵损失函数
    criterion = nn.CrossEntropyLoss()
    # 训练部分，训练的数据量为5个epoch，每个epoch为一个循环
    for epoch in range(50):
        # 每个epoch要训练所有的图片，每训练完成200张便打印一下训练的效果（loss值）
        # 定义一个变量方便我们对loss进行输出
        running_loss = 0.0
        # 这里我们遇到了第一步中出现的trailoader，代码传入数据
        for i, data in enumerate(trainloader, 0):
            # enumerate是python的内置函数，既获得索引也获得数据
            # data是从enumerate返回的data，包含数据和标签信息，分别赋值给inputs和labels
            inputs, labels = data

            # 转换数据格式用Variable
            inputs, labels = Variable(inputs), Variable(labels)
            # 梯度置零，因为反向传播过程中梯度会累加上一次循环的梯度
            optimizer.zero_grad()

            # forward + backward + optimize，把数据输进CNN网络net
            outputs = net(inputs)
            # 计算损失值
            loss = criterion(outputs, labels)
            # loss反向传播
            loss.backward()
            # 反向传播后参数更新
            optimizer.step()
            # loss累加
            running_loss += loss.item()
            if i % 200 == 199:
                # 然后再除以200，就得到这两百次的平均损失值
                print('[%d, %5d] loss: %.3f' % (epoch + 1, i + 1, running_loss / 200))
                 # 这一个200次结束后，就把running_loss归零，下一个200次继续使用
                running_loss = 0.0

    print('Finished Training')
    # 保存神经网络
    netScript = torch.jit.script(net)
    # 保存整个神经网络的结构和模型参数
    torch.jit.save(netScript, 'net.pt')
    # 只保存神经网络的模型参数
    #torch.jit.save(net.state_dict(), 'net_params.pt')

trainandsave()

这里我们要特别提到向前传播中 x = x.view(x.size(0), -1) 的作用，该方法可以把多维的Tensor数据展成一维的数组，这样才能把卷积池化层连接到全连接层。

此外，训练完成以后要把训练后的模型保存在本地，为了接下来我们可以把模型迁移到Android设备上，这里使用的方法如下：

	# 保存神经网络
    netScript = torch.jit.script(net)
    # 保存整个神经网络的结构和模型参数
    torch.jit.save(netScript, 'net.pt')

虽然可以用 torch.save()保存整个网络模型，但是这样是无法再手机上使用的，必须像上面把完整的代码保存下来才能够使用。（两者之间的区别目前我还不是很清楚）

训练完了就可以用测试代码进行测试，如下：

classes = ('男','女')
mbatch_size = 17

def loadtestdata():
    path = "data/test"
    testset = torchvision.datasets.ImageFolder(path,
                                                transform=transforms.Compose([
                                                    transforms.Resize((32, 32)),
                                                    transforms.ToTensor()])
                                                )
    testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=mbatch_size,
                                             shuffle=True, num_workers=2)
    return testloader

def reload_net():
    trainednet = torch.jit.load('net.pt')
    return trainednet

def imshow(img):
    img = img / 2 + 0.5
    npimg = img.numpy()
    plt.imshow(np.transpose(npimg, (1, 2, 0)))
    plt.show()

def test():
    testloader = loadtestdata()
    net = reload_net()
    dataiter = iter(testloader)
    images, labels = dataiter.next()
    # nrow是每行显示的图片数量，缺省值为8
    imshow(torchvision.utils.make_grid(images,nrow=4))
    # 打印前25个GT（test集里图片的标签）
    print('真实值: ', " ".join('%5s' % classes[labels[j]] for j in range(mbatch_size)))
    outputs = net(Variable(images))
    _, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
    # 预测值
    print('预测值: ', " ".join('%5s' % classes[predicted[j]] for j in range(mbatch_size)))

test()

贴一张我测试的结果图：

基本全部预测正确了，如果你想直接使用模型可以前往这里下载https://download.csdn.net/download/zhangdongren/12358579

下一篇文章《Android设备上部署Pytorch，实现性别识别，男女分类》
我们将介绍如何把训练出来的模型迁移到Android设备中，实现拍照识别性别。

最后

以上就是愤怒宝马为你收集整理的Pytorch实现性别识别，男女分类的全部内容，希望文章能够帮你解决Pytorch实现性别识别，男女分类所遇到的程序开发问题。

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