Pytorch实现运动鞋识别
🍨 本文为🔗365天深度学习训练营 中的学习记录博客
🍖 原作者：K同学啊
电脑系统：Windows11

显卡型号：NVIDIA Quadro P620

语言环境：python 3.9.7

编译器：jupyter notebook

深度学习环境：2.17.0

一、 前期准备

1. 设置GPU

2. 导入数据

二、构建简单的CNN网络

三、 训练模型

1. 编写训练函数

2. 编写测试函数

3. 设置动态学习率

4. 正式训练

四、 结果可视化

1. Loss与Accuracy图

2. 指定图片进行预测

五、保存并加载模型

六、总结

一、前期准备

1. 设置GPU：在使用深度学习框架（如TensorFlow或PyTorch）进行训练时，确保已正确安装GPU驱动及相关库（如CUDA和cuDNN）。在框架中检查GPU是否可用，以确保模型训练可以加速。

2. 导入数据：使用合适的方法（如ImageDataGenerator）导入图像数据。对数据进行必要的预处理，比如图像缩放、归一化，以及数据增强（如随机旋转、平移、翻转等），以提高模型的泛化能力。

二、构建简单的CNN网络

在设计神经网络结构时，确保选择适合任务目标的层次结构。例如，使用多个卷积层提取特征，接着通过池化层缩减特征图的尺寸，然后用一到两个全连接层进行分类。输出层的节点数应与类别数相同，并使用适当的激活函数（如Softmax）.

三、训练模型

1. 编写训练函数：配置模型的优化器、损失函数和评估指标，并在训练过程中合适地记录训练进度。

2. 编写测试函数：建立一个评估模型性能的函数，测试集的准确度和损失值来检验模型的普遍性。

3. 设置动态学习率：通过回调函数实现动态学习率的调整，当验证集的损失不再改善时，自动降低学习率，以帮助模型更精细地收敛。

4. 正式训练：开始模型训练，设置合适的训练轮数（epochs）和批次大小（batch size），并使用训练数据进行学习，记录训练过程中的损失和准确率变化。

四、结果可视化

1. Loss与Accuracy图：利用图表展示训练和验证过程中的损失值（loss）与准确率（accuracy）随 epochs 变化的曲线，以便监控模型的学习进展和潜在的过拟合或欠拟合情况。

2. 指定图片进行预测：选择几张测试图片，通过模型进行预测，检查模型的分类效果，并分析错误分类的原因以进一步优化模型。

五、保存并加载模型

保存训练好的模型，以便后续使用或在线测试。可以指定文件名和文件格式（如HDF5），确保在需要时可以方便地加载模型进行再次训练或进行预测。

六、动态学习率

动态学习率是一种有效的训练手段，通过设置监控验证集损失的回调方法，当损失不再下降时自动调整学习率，可以提高模型训练的效率并帮助其在后期细化学习，避免训练时出现的停滞效应。

• 确保深度学习框架（如TensorFlow）和CUDA等库的版本兼容。
• 在数据预处理时，确保图像的归一化可以加速训练并提高性能。
• 选择合适的网络结构，根据任务需求调整层的数量和类型。
• 动态学习率管理能够有效应对学习过程中出现的瓶颈，使模型更快速地达到最优状态。
• 训练和验证过程中的监控是及时调整和优化模型的重要依据。