pytorch教程之網(wǎng)絡的構(gòu)建流程筆記

更新時間：2021年09月07日 11:04:17 作者：xz1308579340

這篇文章主要介紹了pytorch教程中網(wǎng)絡的構(gòu)建流程，文中附含了詳細的示例代碼流程，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望可以有所幫助

構(gòu)建網(wǎng)絡

我們可以通過torch.nn包來構(gòu)建網(wǎng)絡，現(xiàn)在你已經(jīng)看過了autograd，nn在autograd的基礎上定義模型和求微分。一個nn.Module包括很多層，forward方法返回output。

一個典型的訓練過程包括這么幾步：
1.定義一個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)包含一些可訓練的額參數(shù)
2.為數(shù)據(jù)集制定輸入iterata
3.通過網(wǎng)絡計算Output
4.計算loss
5.反向傳播計算梯度
6.更新權(quán)值

weight = weight - learning_rate * gradient

定義一個網(wǎng)絡

讓我們來定義一個網(wǎng)絡

import torch
import torch as nn
import torch.nn.functional as F
class Net(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net,self).__init__(
        #1 input image channel ,6output image channel ,5*5convolytion kernel
        self.conv1 = nn.Conv2d(1,6,5)
        self.conv2 = nn.Conv2d(6,16,5)
        # an affine operation:y = Wx+b
        self.fc1 = nn.Linear(16*5*5,120)
        self.fc2 = nn.Linear(120,84)
        self.fc3 = nn.Linear(84,10)
    def forward(self,x):
        #max pooling
        x.F.max_pool2d(F.relu(self.conv1(x)),(2,2))
        #2   =    （2,2）
        x.F.max_pool2d(F.relu(self.con2(x)),2)
        x = x.view(-1,self.num_flat_features(x))
        x = F.relu(self.fc1(x))
        x = F.relu(self.fc2(x))
        x = self.fc3(x)
        return  x
    def num_flat_features(self,x):
        size = x.size()[1:]
        num_feature = 1
        for s in size:
            num_features *=s
        return num_features

net = Net()
print(net)

out

Net(
  (conv1): Conv2d(1, 6, kernel_size=(5, 5), stride=(1, 1))
  (conv2): Conv2d(6, 16, kernel_size=(5, 5), stride=(1, 1))
  (fc1): Linear(in_features=400, out_features=120, bias=True)
  (fc2): Linear(in_features=120, out_features=84, bias=True)
  (fc3): Linear(in_features=84, out_features=10, bias=True)
)

我們只需定義forward和backward函數(shù)，會自動求導通過你定義的函數(shù)，你可以使用所有的Tensor操作在forward函數(shù)中。
我們使用net.parameters()函數(shù)返回可學習的參數(shù)

params = list(net.parameters())
print(len(params))
print(params[0].size())  # conv1's .weight

out

10
torch.Size([6, 1, 5, 5])

讓我們試試32*32的輸入節(jié)點，因為lenet網(wǎng)絡的輸入應該是32*32，為了在MNIST數(shù)據(jù)集上使用lenet我們需要將圖片reshpe成32*32

input = torch.randn(1,1,32,32)
oyt = net(input)
print(out)

out

tensor([[-0.1346,  0.0581, -0.0396, -0.1136, -0.1128,  0.0180, -0.1226,
         -0.0419, -0.1150,  0.0278]])

零化導數(shù)buffers所有的參數(shù)都會隨機求導

net.zero_grad()
out.backward(torch.randn(1,10))

torch.nn只支持mini-batch，而不是單個的樣本
例如，nn.Conv2d輸入是一個4維tensors

nSamples * nChannels * Height * Width

如果你只有單個的樣本，使用input.unsqueeze(0)增加一個假的batch維度
在后處理之前，讓我們看看都學過什么類

Recap:

torch.Tensor - A multi-dimensional array with support for autograd operations like backward(). Also holds the gradient w.r.t. the tensor.
nn.Module - Neural network module. Convenient way of encapsulating parameters, with helpers for moving them to GPU, exporting, loading, etc.
nn.Parameter - A kind of Tensor, that is automatically registered as a parameter when assigned as an attribute to a Module.
autograd.Function - Implements forward and backward definitions of an autograd operation. Every Tensor operation, creates at least a single Function node, that connects to functions that created a Tensor and encodes its history.

目前，我們學習了:
1.定義一個神經(jīng)網(wǎng)絡
2.處理輸入和使用后向傳播
我們還需要學習:
1.計算loss
2.更新權(quán)值

loss Function

Loss function接受(output traget)對作為輸入，計算一個反映到目標距離的值。
在nn這個包里面有很多l(xiāng)oss function ，最簡單的是nn.MSELoss,就是那輸入與輸出的均方誤差。

舉個例子

output = net(input)
target = torch.arrange(1,11)
target = target.view(1m-1)
criterion = nn.MSELoss()
loss = criterion(output,target)
print(loss)

Out:

tensor(39.1076)

Backprop

為了反向傳播我們需要做的僅僅是進行l(wèi)oss.backward()，我們需要清除現(xiàn)有的梯度

更新權(quán)值

最簡單常用的更新權(quán)值的方法就是SGD（Stochastic Gradient Descent ）

weight = weight - learning_rata * gradiernt

我們可以通過簡單的代碼實現(xiàn)上面的公式:

learning_rata = 0.01
for f in net.parameters():
    f.data.sib_(f.grad.data *  learining_rata)

但是我們也可以使用不同的更新規(guī)則，像是 SGD, Nesterov-SGD, Adam, RMSProp, etc.
為了使用這些，我們需要torch.optim包，使用起來也很簡單。

import torch.optim as optim 
#creat you optimizer
optimizer = optim.SGD(net.parameters(),lr = 0.01)
#in your training loop:
optimizer.zero_grad()
output = net(input)
loss = criterion(output,target)
loss.backward()
optimizer.step()

注意gradient必須清零
現(xiàn)在我們調(diào)用loss.backward()，并且看看con1的bias的前后差別

ner.zero_grad()
print('conv1.bias.grad before backward')
loss.backward()
print('conv1.bias.grad after backward')
piint(net.conv1.bias.grad)

out

conv1.bias.grad before backward
tensor([ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.,  0.])
conv1.bias.grad after backward
tensor([ 0.1178, -0.0404, -0.0810,  0.0363, -0.0631,  0.1423])

現(xiàn)在，我們看到了如何使用loss function
重要
torch包含很多的loss function和其他包，其余的文檔可以看這里
http://pytorch.org/docs/nn

以上就是pytorch教程之網(wǎng)絡的構(gòu)建流程筆記的詳細內(nèi)容，更多關于pytorch教程的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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