Pytorch数据集划分正则化 Pytorch中的数据集划分&正则化方法
会飞的咸鱼 人气:0想了解Pytorch中的数据集划分&正则化方法的相关内容吗,会飞的咸鱼在本文为您仔细讲解Pytorch数据集划分正则化的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Pytorch,数据集划分,正则化方法,下面大家一起来学习吧。
1.训练集&验证集&测试集
训练集:训练数据
验证集:验证不同算法(比如利用网格搜索对超参数进行调整等),检验哪种更有效
测试集:正确评估分类器的性能
正常流程:验证集会记录每个时间戳的参数,在加载test数据前会加载那个最好的参数,再来评估。比方说训练完6000个epoch后,发现在第3520个epoch的validation表现最好,测试时会加载第3520个epoch的参数。
import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms #超参数 batch_size=200 learning_rate=0.01 epochs=10 #获取训练数据 train_db = datasets.MNIST('../data', train=True, download=True, #train=True则得到的是训练集 transform=transforms.Compose([ #transform进行数据预处理 transforms.ToTensor(), #转成Tensor类型的数据 transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) #进行数据标准化(减去均值除以方差) ])) #DataLoader把训练数据分成多个小组,此函数每次抛出一组数据。直至把所有的数据都抛出。就是做一个数据的初始化 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_db, batch_size=batch_size, shuffle=True) #获取测试数据 test_db = datasets.MNIST('../data', train=False, transform=transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) ])) test_loader = torch.utils.data.DataLoader(test_db, batch_size=batch_size, shuffle=True) #将训练集拆分成训练集和验证集 print('train:', len(train_db), 'test:', len(test_db)) #train: 60000 test: 10000 train_db, val_db = torch.utils.data.random_split(train_db, [50000, 10000]) print('db1:', len(train_db), 'db2:', len(val_db)) #db1: 50000 db2: 10000 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_db, batch_size=batch_size, shuffle=True) val_loader = torch.utils.data.DataLoader(val_db, batch_size=batch_size, shuffle=True) class MLP(nn.Module): def __init__(self): super(MLP, self).__init__() self.model = nn.Sequential( #定义网络的每一层, nn.Linear(784, 200), nn.ReLU(inplace=True), nn.Linear(200, 200), nn.ReLU(inplace=True), nn.Linear(200, 10), nn.ReLU(inplace=True), ) def forward(self, x): x = self.model(x) return x net = MLP() #定义sgd优化器,指明优化参数、学习率,net.parameters()得到这个类所定义的网络的参数[[w1,b1,w2,b2,...] optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=learning_rate) criteon = nn.CrossEntropyLoss() for epoch in range(epochs): for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): data = data.view(-1, 28*28) #将二维的图片数据摊平[样本数,784] logits = net(data) #前向传播 loss = criteon(logits, target) #nn.CrossEntropyLoss()自带Softmax optimizer.zero_grad() #梯度信息清空 loss.backward() #反向传播获取梯度 optimizer.step() #优化器更新 if batch_idx % 100 == 0: #每100个batch输出一次信息 print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format( epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset), 100. * batch_idx / len(train_loader), loss.item())) #验证集用来检测训练是否过拟合 val_loss = 0 correct = 0 for data, target in val_loader: data = data.view(-1, 28 * 28) logits = net(data) val_loss += criteon(logits, target).item() pred = logits.data.max(dim=1)[1] correct += pred.eq(target.data).sum() val_loss /= len(val_loader.dataset) print('\nVAL set: Average loss: {:.4f}, Accuracy: {}/{} ({:.0f}%)\n'.format( val_loss, correct, len(val_loader.dataset), 100. * correct / len(val_loader.dataset))) #测试集用来评估 test_loss = 0 correct = 0 #correct记录正确分类的样本数 for data, target in test_loader: data = data.view(-1, 28 * 28) logits = net(data) test_loss += criteon(logits, target).item() #其实就是criteon(logits, target)的值,标量 pred = logits.data.max(dim=1)[1] #也可以写成pred=logits.argmax(dim=1) correct += pred.eq(target.data).sum() 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)))
2.正则化
正则化可以解决过拟合问题。
2.1L2范数(更常用)
在定义优化器的时候设定weigth_decay,即L2范数前面的λ参数。
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=learning_rate, weight_decay=0.01)
2.2L1范数
Pytorch没有直接可以调用的方法,实现如下:
3.动量(Momentum)
Adam优化器内置了momentum,SGD需要手动设置。
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), args=lr, momentum=args.momentum, weight_decay=args.weight_decay)
4.学习率衰减
torch.optim.lr_scheduler 中提供了基于多种epoch数目调整学习率的方法。
4.1torch.optim.lr_scheduler.ReduceLROnPlateau:基于测量指标对学习率进行动态的下降
torch.optim.lr_scheduler.ReduceLROnPlateau(optimizer, mode='min', factor=0.1, patience=10, verbose=False, threshold=0.0001, threshold_mode='rel', cooldown=0, min_lr=0, eps=1e-08)
训练过程中,optimizer会把learning rate 交给scheduler管理,当指标(比如loss)连续patience次数还没有改进时,需要降低学习率,factor为每次下降的比例。
scheduler.step(loss_val)每调用一次就会监听一次loss_val。
4.2torch.optim.lr_scheduler.StepLR:基于epoch
torch.optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size, gamma=0.1, last_epoch=-1)
当epoch每过stop_size时,学习率都变为初始学习率的gamma倍。
5.提前停止(防止overfitting)
基于经验值。
6.Dropout随机失活
遍历每一层,设置消除神经网络中的节点概率,得到精简后的一个样本。
torch.nn.Dropout(p=dropout_prob)
p表示的示的是删除节点数的比例(Tip:tensorflow中keep_prob表示保留节点数的比例,不要混淆)
测试阶段无需使用dropout,所以在train之前执行net_dropped.train()相当于启用dropout,测试之前执行net_dropped.eval()相当于不启用dropout。
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。
加载全部内容