热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 编程语言 > 正文

pytorch学习教程之自定义数据集

这篇文章主要给大家介绍了关于pytorch学习教程之自定义数据集的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着

自定义数据集

在训练深度学习模型之前,样本集的制作非常重要。在pytorch中,提供了一些接口和类,方便我们定义自己的数据集合,下面完整的试验自定义样本集的整个流程。

开发环境

  • Ubuntu 18.04
  • pytorch 1.0
  • pycharm

实验目的

  1. 掌握pytorch中数据集相关的API接口和类
  2. 熟悉数据集制作的整个流程

实验过程

1.收集图像样本

以简单的猫狗二分类为例,可以在网上下载一些猫狗图片。创建以下目录:

  • data-------------根目录
  • data/test-------测试集
  • data/train------训练集
  • data/val--------验证集

在test/train/val之下在校分别创建2个文件夹,dog, cat

cat, dog文件夹下分别存放2类图像:

标签

种类 标签
cat 0
dog 1

之后写一个简单的python脚本,生成txt文件,用于指明每个图像和标签的对应关系。

格式: /cat/1.jpg 0 dog/1.jpg 1 .....

如图:

至此,样本集的收集以及简单归类完成,下面将开始采用pytorch的数据集相关API和类。

2. 使用pytorch相关类,API对数据集进行封装

2.1 pytorch中数据集相关的类,接口

pytorch中数据集相关的类位于torch.utils.data package中。

https://pytorch.org/docs/stable/data.html

本次实验,主要使用以下类:

torch.utils.data.Dataset
torch.utils.data.DataLoader

Dataset类的使用: 所有的类都应该是此类的子类(也就是说应该继承该类)。 所有的子类都要重写(override) __len()__, __getitem()__ 这两个方法。

方法 作用
__len()__ 此方法应该提供数据集的大小(容量)
__getitem()__ 此方法应该提供支持下标索方式引访问数据集

这里和Java抽象类很相似,在抽象类abstract class中,一般会定义一些抽象方法abstract method,抽象方法:只有方法名没有方法的具体实现。如果一个子类继承于该抽象类,要重写(overrode)父类的抽象方法。

DataLoader类的使用:

2.2 实现

使用到的python package

python package 目的
numpy 矩阵操作,对图像进行转置
skimage 图像处理,图像I/O,图像变换
matplotlib 图像的显示,可视化
os 一些文件查找操作
torch pytorch
torvision pytorch

源码

导入python包

import numpy as np
from skimage import io
from skimage import transform
import matplotlib.pyplot as plt
import os
import torch
import torchvision
from torch.utils.data import Dataset, DataLoader
from torchvision.transforms import transforms
from torchvision.utils import make_grid

第一步:

定义一个子类,继承Dataset类, 重写 __len()__, __getitem()__ 方法。

细节:

1.数据集中一个一样的表示:采用字典的形式sample = {"image": image, "label": label}。

2.图像的读取:采用skimage.io进行读取,读取之后的结果为numpy.ndarray形式。

3.图像变换:transform参数

# step1: 定义MyDataset类, 继承Dataset, 重写抽象方法:__len()__, __getitem()__
class MyDataset(Dataset):

 def __init__(self, root_dir, names_file, transform=None):
 self.root_dir = root_dir
 self.names_file = names_file
 self.transform = transform
 self.size = 0
 self.names_list = []

 if not os.path.isfile(self.names_file):
  print(self.names_file + "does not exist!")
 file = open(self.names_file)
 for f in file:
  self.names_list.append(f)
  self.size += 1

 def __len__(self):
 return self.size

 def __getitem__(self, idx):
 image_path = self.root_dir + self.names_list[idx].split(" ")[0]
 if not os.path.isfile(image_path):
  print(image_path + "does not exist!")
  return None
 image = io.imread(image_path) # use skitimage
 label = int(self.names_list[idx].split(" ")[1])

 sample = {"image": image, "label": label}
 if self.transform:
  sample = self.transform(sample)

 return sample

第二步

实例化一个对象,并读取和显示数据集

train_dataset = MyDataset(root_dir="./data/train",
    names_file="./data/train/train.txt",
    transform=None)

plt.figure()
for (cnt,i) in enumerate(train_dataset):
 image = i["image"]
 label = i["label"]

 ax = plt.subplot(4, 4, cnt+1)
 ax.axis("off")
 ax.imshow(image)
 ax.set_title("label {}".format(label))
 plt.pause(0.001)

 if cnt == 15:
 break

只显示了部分数据,前部分全是cat

第三步(可选 optional)

对数据集进行变换:一般收集到的图像大小尺寸,亮度等存在差异,变换的目的就是使得数据归一化。另一方面,可以通过变换进行数据增加data argument

关于pytorch中的变换transforms,请参考该系列之前的文章

由于数据集中样本采用字典dicts形式表示。 因此不能直接调用torchvision.transofrms中的方法。

本实验只进行尺寸归一化Resize, 数据类型变换ToTensor操作。

Resize

# # 变换Resize
class Resize(object):

 def __init__(self, output_size: tuple):
 self.output_size = output_size

 def __call__(self, sample):
 # 图像
 image = sample["image"]
 # 使用skitimage.transform对图像进行缩放
 image_new = transform.resize(image, self.output_size)
 return {"image": image_new, "label": sample["label"]}

ToTensor

# # 变换ToTensor
class ToTensor(object):

 def __call__(self, sample):
 image = sample["image"]
 image_new = np.transpose(image, (2, 0, 1))
 return {"image": torch.from_numpy(image_new),
  "label": sample["label"]}

第四步: 对整个数据集应用变换

细节: transformers.Compose() 将不同的几个组合起来。先进行Resize, 再进行ToTensor

# 对原始的训练数据集进行变换
transformed_trainset = MyDataset(root_dir="./data/train",
    names_file="./data/train/train.txt",
    transform=transforms.Compose(
    [Resize((224,224)),
    ToTensor()]
    ))

第五步: 使用DataLoader进行包装

为何要使用DataLoader?

① 深度学习的输入是mini_batch形式

② 样本加载时候可能需要随机打乱顺序,shuffle操作

③ 样本加载需要采用多线程

pytorch提供的DataLoader封装了上述的功能,这样使用起来更方便。

# 使用DataLoader可以利用多线程,batch,shuffle等
trainset_dataloader = DataLoader(dataset=transformed_trainset,
     batch_size=4,
     shuffle=True,
     num_workers=4)

可视化:

def show_images_batch(sample_batched):
 images_batch, labels_batch = 
 sample_batched["image"], sample_batched["label"]
 grid = make_grid(images_batch)
 plt.imshow(grid.numpy().transpose(1, 2, 0))


# sample_batch: Tensor , NxCxHxW
plt.figure()
for i_batch, sample_batch in enumerate(trainset_dataloader):
 show_images_batch(sample_batch)
 plt.axis("off")
 plt.ioff()
 plt.show()


plt.show()

通过DataLoader包装之后,样本以min_batch形式输出,而且进行了随机打乱顺序。

至此,自定义数据集的完整流程已实现,test, val集只需要改路径即可。

补充

更简单的方法

上述继承Dataset, 重写 __len()__, __getitem() 是通用的方法,过程相对繁琐。对于简单的分类数据集,pytorch中提供了更简便的方式――ImageFolder。

如果每种类别的样本放在各自的文件夹中,则可以直接使用ImageFolder。

仍然以cat, dog 二分类数据集为例:

文件结构:



Code

import torch
from torch.utils.data import DataLoader
from torchvision import transforms, datasets
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


# https://pytorch.org/tutorials/beginner/data_loading_tutorial.html

# data_transform = transforms.Compose([
#  transforms.RandomResizedCrop(224),
#  transforms.RandomHorizontalFlip(),
#  transforms.ToTensor(),
#  transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406],
#       std=[0.229, 0.224, 0.225])
# ])

data_transform = transforms.Compose([
 transforms.Resize((224,224)),
 transforms.RandomHorizontalFlip(),
 transforms.ToTensor(),

])

train_dataset = datasets.ImageFolder(root="./data/train",transform=data_transform)
train_dataloader = DataLoader(dataset=train_dataset,
        batch_size=4,
        shuffle=True,
        num_workers=4)


def show_batch_images(sample_batch):
 labels_batch = sample_batch[1]
 images_batch = sample_batch[0]

 for i in range(4):
  label_ = labels_batch[i].item()
  image_ = np.transpose(images_batch[i], (1, 2, 0))
  ax = plt.subplot(1, 4, i + 1)
  ax.imshow(image_)
  ax.set_title(str(label_))
  ax.axis("off")
  plt.pause(0.01)


plt.figure()
for i_batch, sample_batch in enumerate(train_dataloader):
 show_batch_images(sample_batch)

 plt.show()

由于 train 目录下只有2个文件夹,分别为cat, dog, 因此ImageFolder安装顺序对cat使用标签0, dog使用标签1。

End

参考:

https://pytorch.org/docs/stable/data.html

https://pytorch.org/tutorials/beginner/data_loading_tutorial.html

到此这篇关于pytorch学习教程之自定义数据集的文章就介绍到这了,更多相关pytorch自定义数据集内容请搜索编程笔记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编程笔记!

原文链接:https://www.jianshu.com/p/2d9927a70594


推荐阅读
  • 如何实现织梦DedeCms全站伪静态
    本文介绍了如何通过修改织梦DedeCms源代码来实现全站伪静态,以提高管理和SEO效果。全站伪静态可以避免重复URL的问题,同时通过使用mod_rewrite伪静态模块和.htaccess正则表达式,可以更好地适应搜索引擎的需求。文章还提到了一些相关的技术和工具,如Ubuntu、qt编程、tomcat端口、爬虫、php request根目录等。 ... [详细]
  • 开发笔记:加密&json&StringIO模块&BytesIO模块
    篇首语:本文由编程笔记#小编为大家整理,主要介绍了加密&json&StringIO模块&BytesIO模块相关的知识,希望对你有一定的参考价值。一、加密加密 ... [详细]
  • 在说Hibernate映射前,我们先来了解下对象关系映射ORM。ORM的实现思想就是将关系数据库中表的数据映射成对象,以对象的形式展现。这样开发人员就可以把对数据库的操作转化为对 ... [详细]
  • 使用Ubuntu中的Python获取浏览器历史记录原文: ... [详细]
  • Voicewo在线语音识别转换jQuery插件的特点和示例
    本文介绍了一款名为Voicewo的在线语音识别转换jQuery插件,该插件具有快速、架构、风格、扩展和兼容等特点,适合在互联网应用中使用。同时还提供了一个快速示例供开发人员参考。 ... [详细]
  • 本文介绍了Web学习历程记录中关于Tomcat的基本概念和配置。首先解释了Web静态Web资源和动态Web资源的概念,以及C/S架构和B/S架构的区别。然后介绍了常见的Web服务器,包括Weblogic、WebSphere和Tomcat。接着详细讲解了Tomcat的虚拟主机、web应用和虚拟路径映射的概念和配置过程。最后简要介绍了http协议的作用。本文内容详实,适合初学者了解Tomcat的基础知识。 ... [详细]
  • 本文介绍了在Ubuntu下制作deb安装包及离线安装包的方法,通过备份/var/cache/apt/archives文件夹中的安装包,并建立包列表及依赖信息文件,添加本地源,更新源列表,可以在没有网络的情况下更新系统。同时提供了命令示例和资源下载链接。 ... [详细]
  • 本文介绍了在Ubuntu系统中清理残余配置文件和无用内容的方法,包括清理残余配置文件、清理下载缓存包、清理不再需要的包、清理无用的语言文件和清理无用的翻译内容。通过这些清理操作可以节省硬盘空间,提高系统的运行效率。 ... [详细]
  • Linux下部署Symfoy2对app/cache和app/logs目录的权限设置,symfoy2logs
    php教程|php手册xml文件php教程-php手册Linux下部署Symfoy2对appcache和applogs目录的权限设置,symfoy2logs黑色记事本源码,vsco ... [详细]
  • android listview OnItemClickListener失效原因
    最近在做listview时发现OnItemClickListener失效的问题,经过查找发现是因为button的原因。不仅listitem中存在button会影响OnItemClickListener事件的失效,还会导致单击后listview每个item的背景改变,使得item中的所有有关焦点的事件都失效。本文给出了一个范例来说明这种情况,并提供了解决方法。 ... [详细]
  • Java容器中的compareto方法排序原理解析
    本文从源码解析Java容器中的compareto方法的排序原理,讲解了在使用数组存储数据时的限制以及存储效率的问题。同时提到了Redis的五大数据结构和list、set等知识点,回忆了作者大学时代的Java学习经历。文章以作者做的思维导图作为目录,展示了整个讲解过程。 ... [详细]
  • Mac OS 升级到11.2.2 Eclipse打不开了,报错Failed to create the Java Virtual Machine
    本文介绍了在Mac OS升级到11.2.2版本后,使用Eclipse打开时出现报错Failed to create the Java Virtual Machine的问题,并提供了解决方法。 ... [详细]
  • 本文介绍了在Web应用系统中,数据库性能是导致系统性能瓶颈最主要的原因之一,尤其是在大规模系统中,数据库集群已经成为必备的配置之一。文章详细介绍了主从数据库架构的好处和实验环境的搭建方法,包括主数据库的配置文件修改和设置需要同步的数据库等内容。MySQL的主从复制功能在国内外大型网站架构体系中被广泛采用,本文总结了作者在实际的Web项目中的实践经验。 ... [详细]
  • 本文介绍了在Ubuntu 11.10 x64环境下安装Android开发环境的步骤,并提供了解决常见问题的方法。其中包括安装Eclipse的ADT插件、解决缺少GEF插件的问题以及解决无法找到'userdata.img'文件的问题。此外,还提供了相关插件和系统镜像的下载链接。 ... [详细]
  • mui框架offcanvas侧滑超出部分隐藏无法滚动如何解决
    web前端|js教程off-canvas,部分,超出web前端-js教程mui框架中off-canvas侧滑的一个缺点就是无法出现滚动条,因为它主要用途是设置类似于qq界面的那种格 ... [详细]
author-avatar
手机用户2602930391
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有