pytorch 实现UNet

本文介绍了如何使用PyTorch实现UNet网络,该网络被分为双卷积、下采样、上采样和输出四个关键部分。通过提供的代码参考,读者可以深入理解PyTorch在构建UNet模型中的应用。

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pytorch 实现UNet

在这里插入图片描述
将其分为双卷积、下采样、上采样和输出四个部分。
pytorch实现代码

import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F

class DoubleConv(nn.Module):
    """conv->BN->relu * 2"""
    def __init__(self, in_channels, out_channels, mid_channels = None):
        super().__init__()
        if not mid_channels:
            mid_channels = out_channels
        self.double_conv = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(in_channels, mid_channels, kernel_size=3, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(mid_channels),
            nn.ReLU(inplace = True),
            nn.Conv2d(mid_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1, bias=False),
            nn.BatchNorm2d(out_channels),
            nn.ReLU(inplace=True)
        )
        def forward(sel
### 使用UNet网络实现仪表盘刻度读取 为了使用 UNet 实现仪表盘刻度读取功能,可以按照以下方法构建模型并训练: #### 数据准备 首先需要一个高质量的数据集来支持模型训练。该数据集中应包含大量的指针仪表盘图像及其对应的标注信息[^1]。 ```python import os from PIL import Image import numpy as np from sklearn.model_selection import train_test_split def load_data(data_dir, label_dir): images = [] labels = [] image_files = sorted(os.listdir(data_dir)) label_files = sorted(os.listdir(label_dir)) for img_file, lbl_file in zip(image_files, label_files): img_path = os.path.join(data_dir, img_file) lbl_path = os.path.join(label_dir, lbl_file) img = np.array(Image.open(img_path).convert('RGB')) lbl = np.load(lbl_path) # 假设标签是以numpy数组形式存储 images.append(img) labels.append(lbl) X_train, X_val, y_train, y_val = train_test_split(images, labels, test_size=0.2, random_state=42) return np.array(X_train), np.array(y_train), np.array(X_val), np.array(y_val) ``` #### 构建UNet架构 接下来定义用于分割任务的 UNet 网络结构。此部分代码展示了如何搭建一个简单的 UNet 模型: ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import Input, Conv2D, MaxPooling2D, UpSampling2D, concatenate def unet_model(input_shape=(None, None, 3)): inputs = Input(shape=input_shape) conv1 = Conv2D(64, (3, 3), activation='relu', padding='same')(inputs) pool1 = MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(conv1) conv2 = Conv2D(128, (3, 3), activation='relu', padding='same')(pool1) pool2 = MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))(conv2) up7 = UpSampling2D(size=(2, 2))(conv2) merge7 = concatenate([up7, conv1], axis=-1) conv7 = Conv2D(64, (3, 3), activation='relu', padding='same')(merge7) output_layer = Conv2D(1, (1, 1), activation="sigmoid")(conv7) model = tf.keras.Model(inputs=[inputs], outputs=[output_layer]) model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(), loss="binary_crossentropy", metrics=["accuracy"]) return model ``` #### 训练过程 加载之前准备好的数据,并对其进行预处理以便于输入给定的神经网络进行训练: ```python data_dir = 'path_to_images' label_dir = 'path_to_labels' X_train, y_train, X_val, y_val = load_data(data_dir, label_dir) model = unet_model() history = model.fit( X_train, y_train, validation_data=(X_val, y_val), epochs=50, batch_size=16, verbose=1 ) ``` 完成上述步骤之后,就可以得到经过充分训练后的 UNet 模型,可用于预测新的未知图片中的指针位置和数值范围。需要注意的是,在实际应用过程中可能还需要进一步优化超参数设置、调整损失函数或者引入其他改进措施以提高性能表现。
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