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Datawhale 零基础入门CV赛事-Task4 模型训练与验证

程序员文章站 2022-05-27 16:31:38
...

模型的训练与验证

1.验证集动机

训练过程中,模型复杂度过高,泛化效果差,导致过拟合。
训练不足,模型复杂度过低,模型在训练集效果差,欠拟合。
随着模型复杂度和模型训练轮数增加,CNN模型在训练集误差会降低,但在测试集先降低再升高,训练过程中,希望模型能经受住测试集的考验。
比喻:训练是学习的过程,验证是小考,测试是高考。
需要注意:无论是训练集还是验证集都是有标签的,测试集是没有标签的。

2.有三种划分验证集方法

Datawhale 零基础入门CV赛事-Task4 模型训练与验证
1.留一法2.交叉验证法3.自助采样法

3.模型的训练与验证

1.构造训练集和验证集
2.对每一轮进行训练和验证,并根据最优验证集精度保留模型

4.代码

train_loader = torch.utils.data.DataLoader(
    train_dataset,
    batch_size=10, 
    shuffle=True, 
    num_workers=10, 
)
    
val_loader = torch.utils.data.DataLoader(
    val_dataset,
    batch_size=10, 
    shuffle=False, 
    num_workers=10, 
)

model = SVHN_Model1()
criterion = nn.CrossEntropyLoss (size_average=False)
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), 0.001)
best_loss = 1000.0
for epoch in range(20):
    print('Epoch: ', epoch)

    train(train_loader, model, criterion, optimizer, epoch)
    val_loss = validate(val_loader, model, criterion)
    
    # 记录下验证集精度
    if val_loss < best_loss:
        best_loss = val_loss
        torch.save(model.state_dict(), './model.pt')

训练代码

def train(train_loader, model, criterion, optimizer, epoch):
    # 切换模型为训练模式
    model.train()

    for i, (input, target) in enumerate(train_loader):
        c0, c1, c2, c3, c4, c5 = model(data[0])
        loss = criterion(c0, data[1][:, 0]) + \
                criterion(c1, data[1][:, 1]) + \
                criterion(c2, data[1][:, 2]) + \
                criterion(c3, data[1][:, 3]) + \
                criterion(c4, data[1][:, 4]) + \
                criterion(c5, data[1][:, 5])
        loss /= 6
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()

验证代码

def validate(val_loader, model, criterion):
    # 切换模型为预测模型
    model.eval()
    val_loss = []

    # 不记录模型梯度信息
    with torch.no_grad():
        for i, (input, target) in enumerate(val_loader):
            c0, c1, c2, c3, c4, c5 = model(data[0])
            loss = criterion(c0, data[1][:, 0]) + \
                    criterion(c1, data[1][:, 1]) + \
                    criterion(c2, data[1][:, 2]) + \
                    criterion(c3, data[1][:, 3]) + \
                    criterion(c4, data[1][:, 4]) + \
                    criterion(c5, data[1][:, 5])
            loss /= 6
            val_loss.append(loss.item())
    return np.mean(val_loss)