pytorch rnn 实现手写字体识别

本文介绍如何使用PyTorch构建RNN进行手写数字识别,包括数据加载、模型构建、训练及测试过程。通过MNIST数据集,演示了RNN在序列数据上的应用。

pytorch rnn 实现手写字体识别

构建 RNN 代码


import  torch
import   torch.nn  as  nn
from  torch.autograd  import  Variable

import  torch.utils.data  as  Data

import   torchvision

import   matplotlib.pyplot  as  plt


torch.manual_seed(1)

#batch size
BATCH_SIZE=50
#学习率
LR= 0.001
DOWNLOAD=False
#是否训练
TRAIN =False



class   RNN(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(RNN,self).__init__()


        '''
        input_size:输入特征的数目
        hidden_size:隐层的特征数目
        num_layers:这个是模型集成的LSTM的个数 记住这里是模型中有多少个LSTM摞起来 一般默认就1个
        #batch_first: 输入数据的size为[batch_size, time_step, input_size]还是[time_step, batch_size, input_size]
       '''
        self.rnn= nn.LSTM(
            input_size=28,
            hidden_size=64,
            num_layers=3,
            batch_first=True #batch_first: 输入数据的size为[batch_size, time_step, input_size]还是[time_step, batch_size, input_size]

        )

        self.out 
好的,首先我们可以使用PyTorch搭建一个基于循环神经网络手写数字识别模型。下面是一个简单的代码示例: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms # 定义超参数 batch_size = 64 learning_rate = 0.01 epochs = 10 # 加载MNIST数据集 train_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=True, transform=transforms.ToTensor(), download=True) test_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=False, transform=transforms.ToTensor()) # 定义数据加载器 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False) # 定义循环神经网络模型 class RNN(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, num_classes): super(RNN, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.rnn = nn.RNN(input_size, hidden_size, batch_first=True) self.fc = nn.Linear(hidden_size, num_classes) def forward(self, x): h0 = torch.zeros(1, x.size(0), self.hidden_size).to(device) out, _ = self.rnn(x, h0) out = self.fc(out[:, -1, :]) return out # 定义设备 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') # 实例化模型并移动到设备上 model = RNN(input_size=28, hidden_size=128, num_classes=10).to(device) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate) # 训练模型 for epoch in range(epochs): for i, (images, labels) in enumerate(train_loader): # 将数据移动到设备上 images = images.reshape(-1, 28, 28).to(device) labels = labels.to(device) # 前向传播 outputs = model(images) loss = criterion(outputs, labels) # 反向传播和优化 optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() # 每100个批次打印一次训练信息 if (i+1) % 100 == 0: print('Epoch [{}/{}], Step [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, epochs, i+1, len(train_loader), loss.item())) # 测试模型 model.eval() with torch.no_grad(): correct = 0 total = 0 for images, labels in test_loader: # 将数据移动到设备上 images = images.reshape(-1, 28, 28).to(device) labels = labels.to(device) # 前向传播 outputs = model(images) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print('Test Accuracy of the model on the 10000 test images: {} %'.format(100 * correct / total)) ``` 在这个例子中,我们使用了一个单层的循环神经网络RNN),它接受28x28像素的图像作为输入,并输出10个数字类别的概率分布。我们使用了交叉熵损失函数和Adam优化器进行训练,并在测试集上评估了模型的准确率。 希望这个简单的例子能够帮助你理解如何使用PyTorch实现基于循环神经网络手写数字识别模型。
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