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#AI挑战营第一站#Conda+Pycharm MNIST数据集手写数字识别 [复制链接]

1、环境搭建

我用的是Conda和Pycharm开发环境,Conda是一个开源的跨平台包管理和环境管理系统,PyCharm 是一款由 JetBrains 公司开发的强大的集成开发环境(IDE),专门针对 Python 语言设计。
pycharm下载【https://www.jetbrains.com/pycharm/download/?section=windows

conda下载【https://docs.conda.io/projects/conda/en/stable/

安装上面两个工具后,就可以开始配置环境了,在菜单中打开【Anaconda Powershell Prompt】,然后输入【conda create -n minst python=3.9】命令安装python环境。

安装过程会有个确认,直接回车即可。

安装完成后,使用【conda activate minst】命令,进入minst环境。

之后进入pytorch官网,查询一下安装的命令,我这边选择的是CPU的安装命令【pip3 install torch torchvision torchaudio】。

然后需要安装onxx生成工具,执行命令【conda install -c conda-forge onnx】,安装过程提示直接回车即可。

2、项目创建

直接打开Pycharm,新建项目,然后按照图片配置,设置项目环境为conda的minst。

之后新建一个main.py文件,将【https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1277916-1-1.html】的代码复制下来,直接运行,就可以生成数字识别的pt和onxx的文件。

from __future__ import print_function
import argparse
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, transforms
from torch.optim.lr_scheduler import StepLR



class Net(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net, self).__init__()
        self.conv1 = nn.Conv2d(1, 32, 3, 1)
        self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, 3, 1)
        self.dropout1 = nn.Dropout(0.25)
        self.dropout2 = nn.Dropout(0.5)
        self.fc1 = nn.Linear(9216, 128)
        self.fc2 = nn.Linear(128, 10)

    def forward(self, x):

        x = self.conv1(x)
        x = F.relu(x)
        x = self.conv2(x)
        x = F.relu(x)
        x = F.max_pool2d(x, 2)
        x = self.dropout1(x)
        x = torch.flatten(x, 1)
        x = self.fc1(x)
        x = F.relu(x)
        x = self.dropout2(x)
        x = self.fc2(x)
        output = F.log_softmax(x, dim=1)
        return output


def train(args, model, device, train_loader, optimizer, epoch):
    model.train()
    for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader):
        data, target = data.to(device), target.to(device)
        optimizer.zero_grad()
        output = model(data)
        loss = F.nll_loss(output, target)
        loss.backward()
        optimizer.step()
        if batch_idx % args.log_interval == 0:
            print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format(
                epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset),
                100. * batch_idx / len(train_loader), loss.item()))
            if args.dry_run:
                break


def test(model, device, test_loader):
    model.eval()
    test_loss = 0
    correct = 0
    with torch.no_grad():
        for data, target in test_loader:
            data, target = data.to(device), target.to(device)
            output = model(data)
            test_loss += F.nll_loss(output, target, reduction='sum').item()  # sum up batch loss
            pred = output.argmax(dim=1, keepdim=True)  # get the index of the max log-probability
            correct += pred.eq(target.view_as(pred)).sum().item()

    test_loss /= len(test_loader.dataset)

    print('\nTest set: Average loss: {:.4f}, Accuracy: {}/{} ({:.0f}%)\n'.format(
        test_loss, correct, len(test_loader.dataset),
        100. * correct / len(test_loader.dataset)))


def main():
      # Training settings
    parser = argparse.ArgumentParser(description='PyTorch MNIST Example')
    parser.add_argument('--batch-size', type=int, default=64, metavar='N',
                        help='input batch size for training (default: 64)')
    parser.add_argument('--test-batch-size', type=int, default=1000, metavar='N',
                        help='input batch size for testing (default: 1000)')
    parser.add_argument('--epochs', type=int, default=6, metavar='N',
                        help='number of epochs to train (default: 14)')
    parser.add_argument('--lr', type=float, default=1.0, metavar='LR',
                        help='learning rate (default: 1.0)')
    parser.add_argument('--gamma', type=float, default=0.7, metavar='M',
                        help='Learning rate step gamma (default: 0.7)')
    parser.add_argument('--no-cuda', action='store_true', default=False,
                        help='disables CUDA training')
    parser.add_argument('--no-mps', action='store_true', default=False,
                        help='disables macOS GPU training')
    parser.add_argument('--dry-run', action='store_true', default=False,
                        help='quickly check a single pass')
    parser.add_argument('--seed', type=int, default=1, metavar='S',
                        help='random seed (default: 1)')
    parser.add_argument('--log-interval', type=int, default=10, metavar='N',
                        help='how many batches to wait before logging training status')
    parser.add_argument('--save-model', action='store_true', default=True,
                        help='For Saving the current Model')
    args = parser.parse_args()
    use_cuda = not args.no_cuda and torch.cuda.is_available()
    use_mps = not args.no_mps and torch.backends.mps.is_available()

    torch.manual_seed(args.seed)

    if use_cuda:
        device = torch.device("cuda")
    elif use_mps:
        device = torch.device("mps")
    else:
        device = torch.device("cpu")

    train_kwargs = {'batch_size': args.batch_size}
    test_kwargs = {'batch_size': args.test_batch_size}
    if use_cuda:
        cuda_kwargs = {'num_workers': 1,
                       'pin_memory': True,
                       'shuffle': True}
        train_kwargs.update(cuda_kwargs)
        test_kwargs.update(cuda_kwargs)

    transform=transforms.Compose([
        transforms.ToTensor(),
        transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,))
        ])
    dataset1 = datasets.MNIST('./data', train=True, download=True,
                    transform=transform
                    )
    dataset2 = datasets.MNIST('./data', train=False,
                    transform=transform
                    )
    train_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset1,**train_kwargs)
    test_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset2, **test_kwargs)

    model = Net().to(device)
    optimizer = optim.Adadelta(model.parameters(), lr=args.lr)

    scheduler = StepLR(optimizer, step_size=1, gamma=args.gamma)
    for epoch in range(1, args.epochs + 1):
        train(args, model, device, train_loader, optimizer, epoch)
        test(model, device, test_loader)
        scheduler.step()

    if args.save_model:
        torch.save(model.state_dict(), "mnist_cnn.pt")
        x = torch.randn(args.batch_size,1,28,28,requires_grad=True)
        torch_out = model(x)
        torch.onnx.export(model,
                          x,
                          "mnist_cnn.onnx",
                          export_params=True,
                          opset_version=10,
                          do_constant_folding=True,
                          input_names = ['input'],
                          output_names = ['output'],
                          dynamic_axes={'input' : {0 : 'batch_size'},
                                        'output' : {0 : 'batch_size'}})


if __name__ == '__main__':
    main()

结果如下:

3、总结

环境搭建好了之后,剩下的就是模型生成和处理,MNIST可以说是比较简单的机器学习入门,有兴趣的小伙伴,可以仔细研究这个代码,为以后的模型设计打下坚实的基础。

 

main.py (6.28 KB, 下载次数: 1)
mnist_cnn.onnx (4.58 MB, 下载次数: 3)
2024042115041357.pt (4.58 MB, 下载次数: 1)

 

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看来Conda和Pycharm二者配合的开发环境用起来还挺爽的   详情 回复 发表于 2024-4-22 07:48
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看来Conda和Pycharm二者配合的开发环境用起来还挺爽的

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是啊,我也习惯这么用。  详情 回复 发表于 2024-4-22 11:03
 
 

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Jacktang 发表于 2024-4-22 07:48 看来Conda和Pycharm二者配合的开发环境用起来还挺爽的

是啊,我也习惯这么用。

 
 
 

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