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PyTorch常用代码段合集

  作者丨Jack Stark@知乎
  来源丨https://zhuanlan.zhihu.com/p/104019160
  PyTorch最好的资料是官方文档。本文是PyTorch常用代码段,在参考资料[1](张皓:PyTorch Cookbook)的基础上做了一些修补,方便使用时查阅。  1. 基本配置导入包和版本查询import torch import torch.nn as nn import torchvision print(torch.__version__) print(torch.version.cuda) print(torch.backends.cudnn.version()) print(torch.cuda.get_device_name(0))可复现性
  在硬件设备(CPU、GPU)不同时,完全的可复现性无法保证,即使随机种子相同。但是,在同一个设备上,应该保证可复现性。具体做法是,在程序开始的时候固定torch的随机种子,同时也把numpy的随机种子固定。  np.random.seed(0) torch.manual_seed(0) torch.cuda.manual_seed_all(0)   torch.backends.cudnn.deterministic = True torch.backends.cudnn.benchmark = False显卡设置
  如果只需要一张显卡  # Device configuration device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
  如果需要指定多张显卡,比如0,1号显卡。  import os os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"] = "0,1"
  也可以在命令行运行代码时设置显卡:  CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 python train.py
  清除显存  torch.cuda.empty_cache()
  也可以使用在命令行重置GPU的指令  nvidia-smi --gpu-reset -i [gpu_id]2. 张量(Tensor)处理张量的数据类型
  PyTorch有9种CPU张量类型和9种GPU张量类型。
  张量基本信息tensor = torch.randn(3,4,5) print(tensor.type())  # 数据类型 print(tensor.size())  # 张量的shape,是个元组 print(tensor.dim())   # 维度的数量命名张量
  张量命名是一个非常有用的方法,这样可以方便地使用维度的名字来做索引或其他操作,大大提高了可读性、易用性,防止出错。  # 在PyTorch 1.3之前,需要使用注释 # Tensor[N, C, H, W] images = torch.randn(32, 3, 56, 56) images.sum(dim=1) images.select(dim=1, index=0)   # PyTorch 1.3之后 NCHW = [‘N’, ‘C’, ‘H’, ‘W’] images = torch.randn(32, 3, 56, 56, names=NCHW) images.sum("C") images.select("C", index=0) # 也可以这么设置 tensor = torch.rand(3,4,1,2,names=("C", "N", "H", "W")) # 使用align_to可以对维度方便地排序 tensor = tensor.align_to("N", "C", "H", "W")数据类型转换# 设置默认类型,pytorch中的FloatTensor远远快于DoubleTensor torch.set_default_tensor_type(torch.FloatTensor)   # 类型转换 tensor = tensor.cuda() tensor = tensor.cpu() tensor = tensor.float() tensor = tensor.long()torch.Tensor与np.ndarray转换
  除了CharTensor,其他所有CPU上的张量都支持转换为numpy格式然后再转换回来。  ndarray = tensor.cpu().numpy() tensor = torch.from_numpy(ndarray).float() tensor = torch.from_numpy(ndarray.copy()).float() # If ndarray has negative stride.Torch.tensor与PIL.Image转换# pytorch中的张量默认采用[N, C, H, W]的顺序,并且数据范围在[0,1],需要进行转置和规范化 # torch.Tensor -> PIL.Image image = PIL.Image.fromarray(torch.clamp(tensor*255, min=0, max=255).byte().permute(1,2,0).cpu().numpy()) image = torchvision.transforms.functional.to_pil_image(tensor)  # Equivalently way   # PIL.Image -> torch.Tensor path = r"./figure.jpg" tensor = torch.from_numpy(np.asarray(PIL.Image.open(path))).permute(2,0,1).float() / 255 tensor = torchvision.transforms.functional.to_tensor(PIL.Image.open(path)) # Equivalently waynp.ndarray与PIL.Image的转换image = PIL.Image.fromarray(ndarray.astype(np.uint8))   ndarray = np.asarray(PIL.Image.open(path))从只包含一个元素的张量中提取值value = torch.rand(1).item()张量形变# 在将卷积层输入全连接层的情况下通常需要对张量做形变处理, # 相比torch.view,torch.reshape可以自动处理输入张量不连续的情况。 tensor = torch.rand(2,3,4) shape = (6, 4) tensor = torch.reshape(tensor, shape)打乱顺序tensor = tensor[torch.randperm(tensor.size(0))]  # 打乱第一个维度水平翻转# pytorch不支持tensor[::-1]这样的负步长操作,水平翻转可以通过张量索引实现 # 假设张量的维度为[N, D, H, W]. tensor = tensor[:,:,:,torch.arange(tensor.size(3) - 1, -1, -1).long()]复制张量# Operation                 |  New/Shared memory | Still in computation graph | tensor.clone()            # |        New         |          Yes               | tensor.detach()           # |      Shared        |          No                | tensor.detach.clone()()   # |        New         |          No                |张量拼接""" 注意torch.cat和torch.stack的区别在于torch.cat沿着给定的维度拼接, 而torch.stack会新增一维。例如当参数是3个10x5的张量,torch.cat的结果是30x5的张量, 而torch.stack的结果是3x10x5的张量。 """ tensor = torch.cat(list_of_tensors, dim=0) tensor = torch.stack(list_of_tensors, dim=0)将整数标签转为one-hot编码# pytorch的标记默认从0开始 tensor = torch.tensor([0, 2, 1, 3]) N = tensor.size(0) num_classes = 4 one_hot = torch.zeros(N, num_classes).long() one_hot.scatter_(dim=1, index=torch.unsqueeze(tensor, dim=1), src="/a2020/img/data-img.jpg" data-src=torch.ones(N, num_classes).long())得到非零元素torch.nonzero(tensor)               # index of non-zero elements torch.nonzero(tensor==0)            # index of zero elements torch.nonzero(tensor).size(0)       # number of non-zero elements torch.nonzero(tensor == 0).size(0)  # number of zero elements判断两个张量相等torch.allclose(tensor1, tensor2)  # float tensor torch.equal(tensor1, tensor2)     # int tensor张量扩展# Expand tensor of shape 64*512 to shape 64*512*7*7. tensor = torch.rand(64,512) torch.reshape(tensor, (64, 512, 1, 1)).expand(64, 512, 7, 7)矩阵乘法# Matrix multiplcation: (m*n) * (n*p) * -> (m*p). result = torch.mm(tensor1, tensor2)   # Batch matrix multiplication: (b*m*n) * (b*n*p) -> (b*m*p) result = torch.bmm(tensor1, tensor2)   # Element-wise multiplication. result = tensor1 * tensor2计算两组数据之间的两两欧式距离
  利用broadcast机制  dist = torch.sqrt(torch.sum((X1[:,None,:] - X2) ** 2, dim=2))3. 模型定义和操作一个简单两层卷积网络的示例# convolutional neural network (2 convolutional layers) class ConvNet(nn.Module):     def __init__(self, num_classes=10):         super(ConvNet, self).__init__()         self.layer1 = nn.Sequential(             nn.Conv2d(1, 16, kernel_size=5, stride=1, padding=2),             nn.BatchNorm2d(16),             nn.ReLU(),             nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2))         self.layer2 = nn.Sequential(             nn.Conv2d(16, 32, kernel_size=5, stride=1, padding=2),             nn.BatchNorm2d(32),             nn.ReLU(),             nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2))         self.fc = nn.Linear(7*7*32, num_classes)       def forward(self, x):         out = self.layer1(x)         out = self.layer2(out)         out = out.reshape(out.size(0), -1)         out = self.fc(out)         return out     model = ConvNet(num_classes).to(device)
  卷积层的计算和展示可以用这个网站辅助。  双线性汇合(bilinear pooling)X = torch.reshape(N, D, H * W)                        # Assume X has shape N*D*H*W X = torch.bmm(X, torch.transpose(X, 1, 2)) / (H * W)  # Bilinear pooling assert X.size() == (N, D, D) X = torch.reshape(X, (N, D * D)) X = torch.sign(X) * torch.sqrt(torch.abs(X) + 1e-5)   # Signed-sqrt normalization X = torch.nn.functional.normalize(X)                  # L2 normalization多卡同步 BN(Batch normalization)
  当使用 torch.nn.DataParallel 将代码运行在多张 GPU 卡上时,PyTorch 的 BN 层默认操作是各卡上数据独立地计算均值和标准差,同步 BN 使用所有卡上的数据一起计算 BN 层的均值和标准差,缓解了当批量大小(batch size)比较小时对均值和标准差估计不准的情况,是在目标检测等任务中一个有效的提升性能的技巧。  sync_bn = torch.nn.SyncBatchNorm(num_features, eps=1e-05, momentum=0.1, affine=True,                                   track_running_stats=True)将已有网络的所有BN层改为同步BN层def convertBNtoSyncBN(module, process_group=None):     """Recursively replace all BN layers to SyncBN layer.       Args:         module[torch.nn.Module]. Network     """     if isinstance(module, torch.nn.modules.batchnorm._BatchNorm):         sync_bn = torch.nn.SyncBatchNorm(module.num_features, module.eps, module.momentum,                                           module.affine, module.track_running_stats, process_group)         sync_bn.running_mean = module.running_mean         sync_bn.running_var = module.running_var         if module.affine:             sync_bn.weight = module.weight.clone().detach()             sync_bn.bias = module.bias.clone().detach()         return sync_bn     else:         for name, child_module in module.named_children():             setattr(module, name) = convert_syncbn_model(child_module, process_group=process_group))         return module类似 BN 滑动平均
  如果要实现类似 BN 滑动平均的操作,在 forward 函数中要使用原地(inplace)操作给滑动平均赋值。  class BN(torch.nn.Module)     def __init__(self):         ...         self.register_buffer("running_mean", torch.zeros(num_features))       def forward(self, X):         ...         self.running_mean += momentum * (current - self.running_mean)计算模型整体参数量num_parameters = sum(torch.numel(parameter) for parameter in model.parameters())查看网络中的参数
  可以通过model.state_dict()或者model.named_parameters()函数查看现在的全部可训练参数(包括通过继承得到的父类中的参数)  params = list(model.named_parameters()) (name, param) = params[28] print(name) print(param.grad) print("-------------------------------------------------") (name2, param2) = params[29] print(name2) print(param2.grad) print("----------------------------------------------------") (name1, param1) = params[30] print(name1) print(param1.grad)模型可视化(使用pytorchviz)
  szagoruyko/pytorchvizgithub.com  类似 Keras 的 model.summary() 输出模型信息,使用pytorch-summary
  sksq96/pytorch-summarygithub.com
  模型权重初始化
  注意 model.modules() 和 model.children() 的区别:model.modules() 会迭代地遍历模型的所有子层,而 model.children() 只会遍历模型下的一层。  # Common practise for initialization. for layer in model.modules():     if isinstance(layer, torch.nn.Conv2d):         torch.nn.init.kaiming_normal_(layer.weight, mode="fan_out",                                       nonlinearity="relu")         if layer.bias is not None:             torch.nn.init.constant_(layer.bias, val=0.0)     elif isinstance(layer, torch.nn.BatchNorm2d):         torch.nn.init.constant_(layer.weight, val=1.0)         torch.nn.init.constant_(layer.bias, val=0.0)     elif isinstance(layer, torch.nn.Linear):         torch.nn.init.xavier_normal_(layer.weight)         if layer.bias is not None:             torch.nn.init.constant_(layer.bias, val=0.0)   # Initialization with given tensor. layer.weight = torch.nn.Parameter(tensor)提取模型中的某一层
  modules()会返回模型中所有模块的迭代器,它能够访问到最内层,比如self.layer1.conv1这个模块,还有一个与它们相对应的是name_children()属性以及named_modules(),这两个不仅会返回模块的迭代器,还会返回网络层的名字。  # 取模型中的前两层 new_model = nn.Sequential(*list(model.children())[:2]  # 如果希望提取出模型中的所有卷积层,可以像下面这样操作: for layer in model.named_modules():     if isinstance(layer[1],nn.Conv2d):          conv_model.add_module(layer[0],layer[1])部分层使用预训练模型
  注意如果保存的模型是 torch.nn.DataParallel,则当前的模型也需要是  model.load_state_dict(torch.load("model.pth"), strict=False)将在 GPU 保存的模型加载到 CPUmodel.load_state_dict(torch.load("model.pth", map_location="cpu"))导入另一个模型的相同部分到新的模型
  模型导入参数时,如果两个模型结构不一致,则直接导入参数会报错。用下面方法可以把另一个模型的相同的部分导入到新的模型中。  # model_new代表新的模型 # model_saved代表其他模型,比如用torch.load导入的已保存的模型 model_new_dict = model_new.state_dict() model_common_dict = {k:v for k, v in model_saved.items() if k in model_new_dict.keys()} model_new_dict.update(model_common_dict) model_new.load_state_dict(model_new_dict)4. 数据处理计算数据集的均值和标准差import os import cv2 import numpy as np from torch.utils.data import Dataset from PIL import Image     def compute_mean_and_std(dataset):     # 输入PyTorch的dataset,输出均值和标准差     mean_r = 0     mean_g = 0     mean_b = 0       for img, _ in dataset:         img = np.asarray(img) # change PIL Image to numpy array         mean_b += np.mean(img[:, :, 0])         mean_g += np.mean(img[:, :, 1])         mean_r += np.mean(img[:, :, 2])       mean_b /= len(dataset)     mean_g /= len(dataset)     mean_r /= len(dataset)       diff_r = 0     diff_g = 0     diff_b = 0       N = 0       for img, _ in dataset:         img = np.asarray(img)           diff_b += np.sum(np.power(img[:, :, 0] - mean_b, 2))         diff_g += np.sum(np.power(img[:, :, 1] - mean_g, 2))         diff_r += np.sum(np.power(img[:, :, 2] - mean_r, 2))           N += np.prod(img[:, :, 0].shape)       std_b = np.sqrt(diff_b / N)     std_g = np.sqrt(diff_g / N)     std_r = np.sqrt(diff_r / N)       mean = (mean_b.item() / 255.0, mean_g.item() / 255.0, mean_r.item() / 255.0)     std = (std_b.item() / 255.0, std_g.item() / 255.0, std_r.item() / 255.0)     return mean, std得到视频数据基本信息import cv2 video = cv2.VideoCapture(mp4_path) height = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)) width = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)) num_frames = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT)) fps = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FPS)) video.release()TSN 每段(segment)采样一帧视频K = self._num_segments if is_train:     if num_frames > K:         # Random index for each segment.         frame_indices = torch.randint(             high=num_frames // K, size=(K,), dtype=torch.long)         frame_indices += num_frames // K * torch.arange(K)     else:         frame_indices = torch.randint(             high=num_frames, size=(K - num_frames,), dtype=torch.long)         frame_indices = torch.sort(torch.cat((             torch.arange(num_frames), frame_indices)))[0] else:     if num_frames > K:         # Middle index for each segment.         frame_indices = num_frames / K // 2         frame_indices += num_frames // K * torch.arange(K)     else:         frame_indices = torch.sort(torch.cat((                                           torch.arange(num_frames), torch.arange(K - num_frames))))[0] assert frame_indices.size() == (K,) return [frame_indices[i] for i in range(K)]常用训练和验证数据预处理
  其中 ToTensor 操作会将 PIL.Image 或形状为 H W D,数值范围为 [0, 255] 的 np.ndarray 转换为形状为 D H W,数值范围为 [0.0, 1.0] 的 torch.Tensor。  train_transform = torchvision.transforms.Compose([     torchvision.transforms.RandomResizedCrop(size=224,                                              scale=(0.08, 1.0)),     torchvision.transforms.RandomHorizontalFlip(),     torchvision.transforms.ToTensor(),     torchvision.transforms.Normalize(mean=(0.485, 0.456, 0.406),                                      std=(0.229, 0.224, 0.225)),  ])  val_transform = torchvision.transforms.Compose([     torchvision.transforms.Resize(256),     torchvision.transforms.CenterCrop(224),     torchvision.transforms.ToTensor(),     torchvision.transforms.Normalize(mean=(0.485, 0.456, 0.406),                                      std=(0.229, 0.224, 0.225)), ])5. 模型训练和测试分类模型训练代码# Loss and optimizer criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)   # Train the model total_step = len(train_loader) for epoch in range(num_epochs):     for i ,(images, labels) in enumerate(train_loader):         images = images.to(device)         labels = labels.to(device)           # Forward pass         outputs = model(images)         loss = criterion(outputs, labels)           # Backward and optimizer         optimizer.zero_grad()         loss.backward()         optimizer.step()           if (i+1) % 100 == 0:             print("Epoch: [{}/{}], Step: [{}/{}], Loss: {}"                   .format(epoch+1, num_epochs, i+1, total_step, loss.item()))分类模型测试代码# Test the model model.eval()  # eval mode(batch norm uses moving mean/variance                #instead of mini-batch mean/variance) with torch.no_grad():     correct = 0     total = 0     for images, labels in test_loader:         images = images.to(device)         labels = labels.to(device)         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))自定义loss
  继承torch.nn.Module类写自己的loss。  class MyLoss(torch.nn.Moudle):     def __init__(self):         super(MyLoss, self).__init__()       def forward(self, x, y):         loss = torch.mean((x - y) ** 2)         return loss标签平滑(label smoothing)
  写一个label_smoothing.py的文件,然后在训练代码里引用,用LSR代替交叉熵损失即可。label_smoothing.py内容如下:  import torch import torch.nn as nn     class LSR(nn.Module):       def __init__(self, e=0.1, reduction="mean"):         super().__init__()           self.log_softmax = nn.LogSoftmax(dim=1)         self.e = e         self.reduction = reduction       def _one_hot(self, labels, classes, value=1):         """             Convert labels to one hot vectors           Args:             labels: torch tensor in format [label1, label2, label3, ...]             classes: int, number of classes             value: label value in one hot vector, default to 1           Returns:             return one hot format labels in shape [batchsize, classes]         """           one_hot = torch.zeros(labels.size(0), classes)           #labels and value_added  size must match         labels = labels.view(labels.size(0), -1)         value_added = torch.Tensor(labels.size(0), 1).fill_(value)           value_added = value_added.to(labels.device)         one_hot = one_hot.to(labels.device)           one_hot.scatter_add_(1, labels, value_added)           return one_hot       def _smooth_label(self, target, length, smooth_factor):         """convert targets to one-hot format, and smooth         them.         Args:             target: target in form with [label1, label2, label_batchsize]             length: length of one-hot format(number of classes)             smooth_factor: smooth factor for label smooth           Returns:             smoothed labels in one hot format         """         one_hot = self._one_hot(target, length, value=1 - smooth_factor)         one_hot += smooth_factor / (length - 1)           return one_hot.to(target.device)       def forward(self, x, target):           if x.size(0) != target.size(0):             raise ValueError("Expected input batchsize ({}) to match target batch_size({})"                     .format(x.size(0), target.size(0)))           if x.dim() < 2:             raise ValueError("Expected input tensor to have least 2 dimensions(got {})"                     .format(x.size(0)))           if x.dim() != 2:             raise ValueError("Only 2 dimension tensor are implemented, (got {})"                     .format(x.size()))             smoothed_target = self._smooth_label(target, x.size(1), self.e)         x = self.log_softmax(x)         loss = torch.sum(- x * smoothed_target, dim=1)           if self.reduction == "none":             return loss           elif self.reduction == "sum":             return torch.sum(loss)           elif self.reduction == "mean":             return torch.mean(loss)           else:             raise ValueError("unrecognized option, expect reduction to be one of none, mean, sum")
  或者直接在训练文件里做label smoothing  for images, labels in train_loader:     images, labels = images.cuda(), labels.cuda()     N = labels.size(0)     # C is the number of classes.     smoothed_labels = torch.full(size=(N, C), fill_value=0.1 / (C - 1)).cuda()     smoothed_labels.scatter_(dim=1, index=torch.unsqueeze(labels, dim=1), value=0.9)       score = model(images)     log_prob = torch.nn.functional.log_softmax(score, dim=1)     loss = -torch.sum(log_prob * smoothed_labels) / N     optimizer.zero_grad()     loss.backward()     optimizer.step()Mixup训练beta_distribution = torch.distributions.beta.Beta(alpha, alpha) for images, labels in train_loader:     images, labels = images.cuda(), labels.cuda()       # Mixup images and labels.     lambda_ = beta_distribution.sample([]).item()     index = torch.randperm(images.size(0)).cuda()     mixed_images = lambda_ * images + (1 - lambda_) * images[index, :]     label_a, label_b = labels, labels[index]       # Mixup loss.     scores = model(mixed_images)     loss = (lambda_ * loss_function(scores, label_a)             + (1 - lambda_) * loss_function(scores, label_b))     optimizer.zero_grad()     loss.backward()     optimizer.step()L1 正则化l1_regularization = torch.nn.L1Loss(reduction="sum") loss = ...  # Standard cross-entropy loss for param in model.parameters():     loss += torch.sum(torch.abs(param)) loss.backward()不对偏置项进行权重衰减(weight decay)
  pytorch里的weight decay相当于l2正则  bias_list = (param for name, param in model.named_parameters() if name[-4:] == "bias") others_list = (param for name, param in model.named_parameters() if name[-4:] != "bias") parameters = [{"parameters": bias_list, "weight_decay": 0},                               {"parameters": others_list}] optimizer = torch.optim.SGD(parameters, lr=1e-2, momentum=0.9, weight_decay=1e-4)梯度裁剪(gradient clipping)torch.nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(), max_norm=20)得到当前学习率# If there is one global learning rate (which is the common case). lr = next(iter(optimizer.param_groups))["lr"]   # If there are multiple learning rates for different layers. all_lr = [] for param_group in optimizer.param_groups:     all_lr.append(param_group["lr"])
  另一种方法,在一个batch训练代码里,当前的lr是optimizer.param_groups[0]["lr"]  学习率衰减# Reduce learning rate when validation accuarcy plateau. scheduler = torch.optim.lr_scheduler.ReduceLROnPlateau(optimizer, mode="max", patience=5, verbose=True) for t in range(0, 80):     train(...)     val(...)     scheduler.step(val_acc)   # Cosine annealing learning rate. scheduler = torch.optim.lr_scheduler.CosineAnnealingLR(optimizer, T_max=80) # Reduce learning rate by 10 at given epochs. scheduler = torch.optim.lr_scheduler.MultiStepLR(optimizer, milestones=[50, 70], gamma=0.1) for t in range(0, 80):     scheduler.step()         train(...)     val(...)   # Learning rate warmup by 10 epochs. scheduler = torch.optim.lr_scheduler.LambdaLR(optimizer, lr_lambda=lambda t: t / 10) for t in range(0, 10):     scheduler.step()     train(...)     val(...)优化器链式更新
  从1.4版本开始,torch.optim.lr_scheduler 支持链式更新(chaining),即用户可以定义两个 schedulers,并交替在训练中使用。  import torch from torch.optim import SGD from torch.optim.lr_scheduler import ExponentialLR, StepLR model = [torch.nn.Parameter(torch.randn(2, 2, requires_grad=True))] optimizer = SGD(model, 0.1) scheduler1 = ExponentialLR(optimizer, gamma=0.9) scheduler2 = StepLR(optimizer, step_size=3, gamma=0.1) for epoch in range(4):     print(epoch, scheduler2.get_last_lr()[0])     optimizer.step()     scheduler1.step()     scheduler2.step()模型训练可视化
  PyTorch可以使用tensorboard来可视化训练过程。
  安装和运行TensorBoard。  pip install tensorboard tensorboard --logdir=runs
  使用SummaryWriter类来收集和可视化相应的数据,放了方便查看,可以使用不同的文件夹,比如"Loss/train"和"Loss/test"。  from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter import numpy as np   writer = SummaryWriter()   for n_iter in range(100):     writer.add_scalar("Loss/train", np.random.random(), n_iter)     writer.add_scalar("Loss/test", np.random.random(), n_iter)     writer.add_scalar("Accuracy/train", np.random.random(), n_iter)     writer.add_scalar("Accuracy/test", np.random.random(), n_iter)保存与加载断点
  注意为了能够恢复训练,我们需要同时保存模型和优化器的状态,以及当前的训练轮数。  start_epoch = 0 # Load checkpoint. if resume: # resume为参数,第一次训练时设为0,中断再训练时设为1     model_path = os.path.join("model", "best_checkpoint.pth.tar")     assert os.path.isfile(model_path)     checkpoint = torch.load(model_path)     best_acc = checkpoint["best_acc"]     start_epoch = checkpoint["epoch"]     model.load_state_dict(checkpoint["model"])     optimizer.load_state_dict(checkpoint["optimizer"])     print("Load checkpoint at epoch {}.".format(start_epoch))     print("Best accuracy so far {}.".format(best_acc))   # Train the model for epoch in range(start_epoch, num_epochs):      ...        # Test the model     ...       # save checkpoint     is_best = current_acc > best_acc     best_acc = max(current_acc, best_acc)     checkpoint = {         "best_acc": best_acc,         "epoch": epoch + 1,         "model": model.state_dict(),         "optimizer": optimizer.state_dict(),     }     model_path = os.path.join("model", "checkpoint.pth.tar")     best_model_path = os.path.join("model", "best_checkpoint.pth.tar")     torch.save(checkpoint, model_path)     if is_best:         shutil.copy(model_path, best_model_path)提取 ImageNet 预训练模型某层的卷积特征# VGG-16 relu5-3 feature. model = torchvision.models.vgg16(pretrained=True).features[:-1] # VGG-16 pool5 feature. model = torchvision.models.vgg16(pretrained=True).features # VGG-16 fc7 feature. model = torchvision.models.vgg16(pretrained=True) model.classifier = torch.nn.Sequential(*list(model.classifier.children())[:-3]) # ResNet GAP feature. model = torchvision.models.resnet18(pretrained=True) model = torch.nn.Sequential(collections.OrderedDict(     list(model.named_children())[:-1]))   with torch.no_grad():     model.eval()     conv_representation = model(image)提取 ImageNet 预训练模型多层的卷积特征class FeatureExtractor(torch.nn.Module):     """Helper class to extract several convolution features from the given     pre-trained model.       Attributes:         _model, torch.nn.Module.         _layers_to_extract, list or set       Example:         >>> model = torchvision.models.resnet152(pretrained=True)         >>> model = torch.nn.Sequential(collections.OrderedDict(                 list(model.named_children())[:-1]))         >>> conv_representation = FeatureExtractor(                 pretrained_model=model,                 layers_to_extract={"layer1", "layer2", "layer3", "layer4"})(image)     """     def __init__(self, pretrained_model, layers_to_extract):         torch.nn.Module.__init__(self)         self._model = pretrained_model         self._model.eval()         self._layers_to_extract = set(layers_to_extract)       def forward(self, x):         with torch.no_grad():             conv_representation = []             for name, layer in self._model.named_children():                 x = layer(x)                 if name in self._layers_to_extract:                     conv_representation.append(x)             return conv_representation微调全连接层model = torchvision.models.resnet18(pretrained=True) for param in model.parameters():     param.requires_grad = False model.fc = nn.Linear(512, 100)  # Replace the last fc layer optimizer = torch.optim.SGD(model.fc.parameters(), lr=1e-2, momentum=0.9, weight_decay=1e-4)以较大学习率微调全连接层,较小学习率微调卷积层model = torchvision.models.resnet18(pretrained=True) finetuned_parameters = list(map(id, model.fc.parameters())) conv_parameters = (p for p in model.parameters() if id(p) not in finetuned_parameters) parameters = [{"params": conv_parameters, "lr": 1e-3},                {"params": model.fc.parameters()}] optimizer = torch.optim.SGD(parameters, lr=1e-2, momentum=0.9, weight_decay=1e-4)6. 其他注意事项
  不要使用太大的线性层。因为nn.Linear(m,n)使用的是的内存,线性层太大很容易超出现有显存。
  不要在太长的序列上使用RNN。因为RNN反向传播使用的是BPTT算法,其需要的内存和输入序列的长度呈线性关系。
  model(x) 前用 model.train() 和 model.eval() 切换网络状态。
  不需要计算梯度的代码块用 with torch.no_grad() 包含起来。
  model.eval() 和 torch.no_grad() 的区别在于,model.eval() 是将网络切换为测试状态,例如 BN 和dropout在训练和测试阶段使用不同的计算方法。torch.no_grad() 是关闭 PyTorch 张量的自动求导机制,以减少存储使用和加速计算,得到的结果无法进行 loss.backward()。
  model.zero_grad()会把整个模型的参数的梯度都归零, 而optimizer.zero_grad()只会把传入其中的参数的梯度归零.
  torch.nn.CrossEntropyLoss 的输入不需要经过 Softmax。torch.nn.CrossEntropyLoss 等价于 torch.nn.functional.log_softmax + torch.nn.NLLLoss。
  loss.backward() 前用 optimizer.zero_grad() 清除累积梯度。
  torch.utils.data.DataLoader 中尽量设置 pin_memory=True,对特别小的数据集如 MNIST 设置 pin_memory=False 反而更快一些。num_workers 的设置需要在实验中找到最快的取值。
  用 del 及时删除不用的中间变量,节约 GPU 存储。
  使用 inplace 操作可节约 GPU 存储,如  x = torch.nn.functional.relu(x, inplace=True)
  减少 CPU 和 GPU 之间的数据传输。例如如果你想知道一个 epoch 中每个 mini-batch 的 loss 和准确率,先将它们累积在 GPU 中等一个 epoch 结束之后一起传输回 CPU 会比每个 mini-batch 都进行一次 GPU 到 CPU 的传输更快。
  使用半精度浮点数 half() 会有一定的速度提升,具体效率依赖于 GPU 型号。需要小心数值精度过低带来的稳定性问题。
  时常使用 assert tensor.size() == (N, D, H, W) 作为调试手段,确保张量维度和你设想中一致。
  除了标记 y 外,尽量少使用一维张量,使用 n*1 的二维张量代替,可以避免一些意想不到的一维张量计算结果。
  统计代码各部分耗时  with torch.autograd.profiler.profile(enabled=True, use_cuda=False) as profile:    ...print(profile)# 或者在命令行运行python -m torch.utils.bottleneck main.py
  使用TorchSnooper来调试PyTorch代码,程序在执行的时候,就会自动 print 出来每一行的执行结果的 tensor 的形状、数据类型、设备、是否需要梯度的信息。  # pip install torchsnooperimport torchsnooper# 对于函数,使用修饰器@torchsnooper.snoop()# 如果不是函数,使用 with 语句来激活 TorchSnooper,把训练的那个循环装进 with 语句中去。with torchsnooper.snoop():    原本的代码
  https://github.com/zasdfgbnm/TorchSnoopergithub.com
  模型可解释性,使用captum库:https://captum.ai/captum.ai
  参考资料张皓:PyTorch Cookbook(常用代码段整理合集),https://zhuanlan.zhihu.com/p/59205847?  PyTorch官方文档和示例  https://pytorch.org/docs/stable/notes/faq.html  https://github.com/szagoruyko/pytorchviz  https://github.com/sksq96/pytorch-summary  其他

融资丨高景太阳能完成16亿元A轮融资,稳坐光伏硅片独角兽创业邦获悉,4月13日,光伏硅片独角兽高景太阳能宣布完成16亿元A轮融资。除老股东IDG资本珠海华发集团持续加码追加投资外,国寿投资旗下国寿科创基金建信(领航战兴基金制造业转型升级新能源车电池真的安全吗?岚图FREE电池安全解析,能提前预警故障提及新能源汽车,想必除了续航以外,电池安全绝对是广大消费者最主要关注的点。特别是在如今电池能量密度不断增加的情况下,只要一旦发生爆炸起火,那么就会造成非常严重的安全事故。就比如说近积极回应科技时代隐私权个人信息保护新问题原标题积极回应科技时代隐私权个人信息保护新问题互联网大数据人工智能等科技的迅猛发展给隐私权和个人信息保护提出了诸多新挑战。在全面建成小康社会的今天,积极回应这些挑战,顺应人民对高品计算机考研的计算机人工智能,软件工程,网络安全三个方向怎么选?有什么利弊?谢谢邀请!作为一名计算机专业的研究生导师,主要研究方向集中在大数据和机器学习领域,所以我来回答一下这个问题。人工智能领域的人才培养一直以研究生教育为主,涉及到的方向包括机器学习计算中国移动推出5G新通话马斯克因延迟披露Twitter持股情况被起诉出品搜狐科技编辑梁昌均今天是4月13日,星期三。昨夜今晨,科技圈有哪些大事发生,欢迎关注今日科技早报。市场监管总局批准电子烟强制性国家标准据市场监管总局网站消息,国家市场监督管理总怎么把手机上的画面投屏到电脑上?当前智能手机功能越来越齐全,投屏的方式也越来越多,主要分为两大类有线连接和无线连接有线方式HDMI连接,一般的家用电视都配备HDMI接口,该接口可以传输高清视频和音频,可满足108有使用富士中画幅相机的朋友分享你的感受?作为富士全球首批签约摄影师,飞侠在富士GFX中画幅相上市之初,进行了冰岛挪威的拍摄。GFX给我最深的印象,就是画质完美,细节震撼。画质大幅度提高。高像素,满足高质量输出和高端图片库对讲距离5000公里,售价仅需399的小米对讲机,值得买吗?这不是对讲机,对讲机不需要流量的。它是个简易版手机懂不懂,需要插卡的,你见过需要插卡的对讲机?对讲机距离5000公里,可以跨越中国南部东西了,要是有这么好用的对讲机,手机通话功能可换手机和电脑的时候,你遇到过哪些坑?换手机和电脑的时候,你遇到过那些坑?说到这个话就长了,就我自己来说在换手机的时候倒没遇到过被坑的情况,毕竟我个人对手机应该还算是非常了解,换句话说想要在手机上面坑我基本上不太可能,为什么要买家用净水器,净水器的作用是什么?买家用净水器肯定是为了过滤掉水中的病毒细菌,这就要选过滤精度高一些的,可以试试安吉尔的净水器,技术是跟中国航天合作的,过滤精度很高。要知道,自来水从自来水公司到居民家里要经过一段很请问数字人民币到底怎么使用?应首页邀答!答随着高科技发展,无线网已经普及,手机银行利用微信支付或者支付宝支付,因为购货不用人民币支付,而是在手机上扫一扫,就通过数字将金额转帐给对方,这种见不到人民币,只有帐上
续华为鸿蒙后再挑战安卓!国产手机老四强宣布联合腾讯开发新系统正如小智所说,现在国产手机厂商已经在全球市场上大杀四方,除了三星和苹果这两家国外厂商依然屹立不倒外,其它一切国外手机品牌都被国产厂商杀得片甲不留。但表面上的繁荣根基却非常不稳,首先用智能马桶有多爽?有痔青年菊座推荐云米Nano2智能马桶体验前言哈喽大家好,我是橘子。今天又来给大家分享我在新家装修中买到的好物了!今天是比较特别的产品智能马桶。其实从很早之前智能马桶盖时期笔者就开始接触这类产品了,从便洁宝松下到京造,各类月薪3000块钱的时候应该买什么样的音响?(上篇)Klipsch杰士很久很久之前听过一句话,填满房间的方式有两种,一种是光,另一种是音乐。耳机,手机甚至收音机都可以播放音乐。那我们究竟为什么要买一只音响?我想是为了让每一个属于自己的时刻,都可以在最重装系统对电脑的伤害大吗?答案来了在电脑出现故障的时候,许多人的第一反应都是对电脑进行重装系统。因为重装系统基本上可以解决除硬件故障之外的所有电脑问题,尤其Windows系统更是如此。那么,频繁重装系统,对电脑的伤Model3不香了?零跑C01曝光,长5053mm,3秒破百,或17万起特斯拉Model3在国内汽车市场可以称得上是相当的火热,不仅没有优惠,需要加价,而且一车难求。当然了,国内汽车市场的竞争也同样相当的激烈,特斯拉不可能一家独大的,在这个赛道上已经有网易云,互联网撕逼大厂?哈喽,大家好。昨天一大早,就看到网易云发了篇稿子开骂了张口就是国内在线音乐已经艰难至此,不要把功夫下在邪道上了直接腾讯音乐娱乐QQ音乐酷狗音乐酷我音乐几个竞品平台,正面就刚起来了。万事达卡区块链和加密业务负责人我们欢迎更加清晰的监管环境比特币不仅仅是一种货币,还涉及到了区块链加密学和去中心化等等。来源美国科技媒体Protocol采访(英文原文BenjaminPimentel)编译Aileen在接受Protocol华为手机回来了!余承东称产能开始恢复今日要点华为手机回来了!余承东称产能开始恢复苹果上线新官网!推出自助维修Meta元宇宙部门一季度再亏近30亿美元ARM中国回应CEO将被罢免取代谷歌在俄罗斯开发应用商店巨头动向华为iPhone14Max规格曝光!6。7英寸刘海屏4500mAh,价格或5字头相信大家早有听闻,今年的iPhone14系列将取消mini版本,并加入新成员iPhone14Max。此前关于该版本并没有太多消息流出,随着时间推进,iPhone14Max终于传来规小米再次出手,又将剃须刀价格打下来,号称年轻人的第一台剃须刀为何雷军被外界吐槽为雷军一出手同行齐声哭?其实背后的真相那就是小米让很多传统行业难堪,从最开始的插线板到现在的智能家居,小米利用互联网将很多产品重新架构。而今天小编要说的就是一个男我国科学家发明二氧化碳还原合成葡萄糖新方法二氧化碳乙酸葡萄糖我国科学家发明二氧化碳还原合成葡萄糖新方法光明日报北京4月28日电记者齐芳从中国科学院获悉,我国科学家通过电催化结合生物合成的方式,将二氧化碳高效还原合成高浓度乙