Vision Transformer(ViT-Base-16)处理CIFAR-100模式识别任务(基于Pytorch框架)

在PyTorch框架内,执行CIFAR-100识别任务使用Vision Transformer(ViT)模型可以分为以下步骤:

  1. 导入必要的库。
  2. 加载和预处理CIFAR-100数据集。
  3. 定义ViT模型架构。
  4. 设置训练过程(包括损失函数、优化器等)。
  5. 训练模型。
  6. 测试模型性能。

示例代码

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torchvision
import torchvision.transforms as transforms
from torchvision.models import vit_b_16, ViT_B_16_Weights

# 1. 设置设备
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")

# 2. 加载并预处理CIFAR-100数据集
transform = transforms.Compose([
    transforms.Resize((224, 224)),  # ViT期望的输入尺寸
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(0.5, 0.5)
])

trainset = torchvision.datasets.CIFAR100(root='./data', train=True,
<think>嗯,用户这次想要的是三种Transformer架构的示意图:Vision Transformer、Speech-Transformer和RoBERTa-base。这应该用于技术展示或学习模型结构,从ta直接点明"architecture diagram"的表述看,可能是研究人员或工程师。 用户之前提供的引用材料其实很有价值,特别是引用[3]提到Transformer替代RNN的优势,以及引用[2]关于跨语言模型的内容,但当前需求更偏向视觉化呈现而非技术细节。需要特别注意:1)ViT的核心在于将图像分块为序列 2)Speech-Transformer要突出时频特征处理 3)RoBERTa作为BERT变种需强调预训练特性。 关于结构图获取,其实有隐藏难点:Speech-Transformer存在多种变体(如针对原始波形或梅尔谱的),需要选择通用版本;RoBERTa-base结构虽与BERT相似,但训练方式差异应在图中体现。考虑在回答中暗示这些技术细节,但避免干扰主要信息。 用户没有指定图片格式,建议优先提供矢量图(SVG)来源,这类图可无损缩放,适合嵌入演示文档。注意到ta之前关注过模型应用场景(引用[4]的金融案例),或许后续可以补充这些模型的实际部署案例。</think>以下是三种模型架构图的获取方式及关键特征说明: ### 1. Vision Transformer (ViT) **获取方式**: - 官方论文图:[arXiv:2010.11929](https://arxiv.org/abs/2010.11929) Figure 1 - 可视化工具:[Lucidrains ViT Visualizer](https://github.com/lucidrains/vit-pytorch#usage) **核心结构**: ```mermaid graph LR A[输入图像] --> B[分割为16x16图块] B --> C[图块线性嵌入] C --> D[添加位置编码] D --> E[Transformer编码器] E --> F[MLP分类头] ``` 特点:将图像视为序列,通过标准Transformer处理图块[^1]。 --- ### 2. Speech-Transformer **获取方式**: - 经典论文图:[arXiv:1809.08895](https://arxiv.org/abs/1809.08895) Figure 2 - 结构解析:[ESPnet 文档](https://espnet.github.io/espnet/architectures.html) **核心改进**: $$ \text{Encoder: Conv2D-Subsampling → Positional Encoding → Transformer Blocks} $$ $$ \text{Decoder: Auto-regressive Transformer + CTC Loss} $$ 特点:用卷积层预处理音频频谱图,引入相对位置编码适应变长语音[^2]。 --- ### 3. RoBERTa-base **获取方式**: - 架构对比图:[arXiv:1907.11692](https://arxiv.org/abs/1907.11692) Figure 1 - 交互式可视化:[Hugging Face Model Card](https://huggingface.co/roberta-base) **与BERT区别**: ```mermaid graph TD A[输入文本] --> B[Byte-Pair编码] B --> C[12层Transformer] C --> D[动态掩码机制] D --> E[无NSP任务] ``` 特点:移除下一句预测(NSP),增大训练数据量和动态掩码比例[^3]。 --- ### 图表生成工具推荐 1. **LaTeX绘图**:使用`tikz`包复现论文结构图 2. **在线工具**: - [NN-SVG](http://alexlenail.me/NN-SVG/):生成出版级架构图 - [Draw.io](https://app.diagrams.net/):内置Transformer模板 3. **代码可视化**: ```python # 使用PyTorch打印RoBERTa结构 from transformers import RobertaModel model = RobertaModel.from_pretrained("roberta-base") print(model) # 输出层级结构 ``` ---
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