Day39
# 打印一张彩色图像，用cifar-10数据集
import torch
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np# 设置随机种子确保结果可复现
torch.manual_seed(42)
# 定义数据预处理步骤
transform = transforms.Compose([
transforms.ToTensor(), # 转换为张量并归一化到[0,1]
transforms.Normalize((0.5,
0.5,
0.5), (0.5,
0.5,
0.5)) # 标准化处理
])# 加载CIFAR-10训练集
trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(
root='./data',
train=True,
download=True,
transform=transform
)# 创建数据加载器
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(
trainset,
batch_size=4,
shuffle=True
)# CIFAR-10的10个类别
classes = ('plane',
'car',
'bird',
'cat',
'deer',
'dog',
'frog',
'horse',
'ship',
'truck')# 随机选择一张图片
sample_idx = torch.randint(0, len(trainset), size=(1,)).item()
image, label = trainset[sample_idx]# 打印图片形状
print(f"图像形状: {image.shape}") # 输出: torch.Size([3,
32,
32])
print(f"图像类别: {classes[label]}")# 定义图像显示函数（适用于CIFAR-10彩色图像）
def imshow(img):
img = img / 2 + 0.5 # 反标准化处理，将图像范围从[-1,1]转回[0,1]
npimg = img.numpy()
plt.imshow(np.transpose(npimg, (1,
2,
0))) # 调整维度顺序：(通道,高,宽) → (高,宽,通道)
plt.axis('off') # 关闭坐标轴显示
plt.show()# 显示图像
imshow(image)# 先归一化，再标准化
transform = transforms.Compose([
transforms.ToTensor(), # 转换为张量并归一化到[0,1]
transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) # MNIST数据集的均值和标准差，这个值很出名，所以直接使用
])
import matplotlib.pyplot as plt# 2. 加载MNIST数据集，如果没有会自动下载
train_dataset = datasets.MNIST(
root='./data',
train=True,
download=True,
transform=transform
)test_dataset = datasets.MNIST(
root='./data',
train=False,
transform=transform
)# 定义两层MLP神经网络
class MLP(nn.Module):
def __init__(self):
super(MLP, self).__init__()
self.flatten = nn.Flatten() # 将28x28的图像展平为784维向量
self.layer1 = nn.Linear(784,
128) # 第一层：784个输入，128个神经元
self.relu = nn.ReLU() # 激活函数
self.layer2 = nn.Linear(128,
10) # 第二层：128个输入，10个输出（对应10个数字类别）def forward(self, x):
x = self.flatten(x) # 展平图像
x = self.layer1(x) # 第一层线性变换
x = self.relu(x) # 应用ReLU激活函数
x = self.layer2(x) # 第二层线性变换，输出logits
return x# 初始化模型
model = MLP()device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
model = model.to(device) # 将模型移至GPU（如果可用）from torchsummary import summary # 导入torchsummary库
print("\n模型结构信息：")
summary(model, input_size=(1,
28,
28)) # 输入尺寸为MNIST图像尺寸class MLP(nn.Module):
def __init__(self,
input_size=3072, hidden_size=128, num_classes=10):
super(MLP, self).__init__()
# 展平层：将3×32×32的彩色图像转为一维向量
# 输入尺寸计算：3通道 × 32高 × 32宽 = 3072
self.flatten = nn.Flatten()# 全连接层
self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) # 第一层
self.relu = nn.ReLU()
self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, num_classes) # 输出层def forward(self, x):
x = self.flatten(x) # 展平：[batch, 3,
32,
32] → [batch, 3072]
x = self.fc1(x) # 线性变换：[batch, 3072] → [batch, 128]
x = self.relu(x) # 激活函数
x = self.fc2(x) # 输出层：[batch, 128] → [batch, 10]
return x# 初始化模型
model = MLP()device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
model = model.to(device) # 将模型移至GPU（如果可用）from torchsummary import summary # 导入torchsummary库
print("\n模型结构信息：")
summary(model, input_size=(3,
32,
32)) # CIFAR-10 彩色图像（3×32×32）@浙大疏锦行