>> ต่อจาก บทที่ ๑๒



ในบทที่ ๑๑ ได้อธิบายการนำรูปมาใช้เป็นข้อมูล และบทที่ ๑๒ ได้แสดงตัวอย่างการนำมาใช้ในโครงข่ายประสาทเทียมแบบคอนโวลูชัน (CNN)

แต่ว่าในนั้นใช้ข้อมูลตัวอย่างของ MNIST ซึ่งถูกเตรียมไว้โดยแยกชุดข้อมูลฝึกกับข้อมูลตรวจสอบไว้คนละชุดกันอยู่แล้ว จึงนำมาใช้ได้เลย

แต่ถ้าหากเราต้องการเตรียมภาพไว้ใช้เอง โดยไม่ได้แยกข้อมูลออกเป็นชุดข้อมูลฝึกกับข้อมูลตรวจสอบไว้ หรือต้องการสุ่มสับเปลี่ยนใช้ฝึกและทดสอบในแต่ละครั้ง แบบนี้จะต้องเปลี่ยนวิธีการ

น่าเสียดายว่า pytorch ไม่ได้เตรียมคำสั่งที่สะดวกในการแบ่งชุดข้อมูลเอาไว้ ทำให้มีความยุ่งยากเล็กน้อยในการเขียน

การสุ่มแบ่งชุดข้อมูลอาจทำได้โดยใช้ SubsetRandomSampler ภายในมอดูลย่อย torch.utils.data

SubsetRandomSampler เป็นคลาสที่จะเก็บเลขดัชนีแล้วจะทำการสุ่มลำดับให้ค่าออกมา

from torch.utils.data import SubsetRandomSampler as Sarasa
srs = Sarasa([1,3,5,9])
print([x for x in srs])
print([x for x in srs])

ได้ค่าที่สุ่มลำดับต่างกันไปใน ๒ ครั้ง

[3, 5, 9, 1]
[9, 5, 1, 3]

(เนื่องจากชื่อยาว ในที่นี้ขอย่อเป็น Sarasa)

เวลาที่นำมาใช้กับ DataLoader จะใส่ในคีย์เวิร์ด sampler เพื่อเป็นตัวบอกว่าจะเอาข้อมูลลำดับที่เท่าไหร่บ้าง

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import torchvision.datasets as ds
import torchvision.transforms as tf
from torch.utils.data import DataLoader as Dalo

data = ds.MNIST('~/pytorchdata/mnist',transform=tf.ToTensor(),download=1)
sampler = Sarasa(np.arange(0,31,2))
plt.figure(figsize=[6.4,0.4])
rup = Dalo(data,batch_size=16,sampler=sampler)
plt.axes([0,0,1,1]).imshow(np.hstack([x for x,z in rup][0][:,0]),cmap='gray')
sampler = Sarasa(np.arange(1,32,2))
plt.figure(figsize=[6.4,0.4])
rup = Dalo(data,batch_size=16,sampler=sampler)
plt.axes([0,0,1,1]).imshow(np.hstack([x for x,z in rup][0][:,0]),cmap='gray')
plt.show()

จะเห็นว่าถ้าใช้ sampler ที่ใส่ดัชนีต่างกันก็จะได้ข้อมูลที่เป็นคนละกลุ่มกัน การทำแบบนี้จึงสามารถแบ่งแยกข้อมูลได้



ต่อมาเพื่อทดสอบ ขอลองใช้กับข้อมูลรูปต่างๆ (วงกลม, สามเหลี่ยม, สี่เหลี่ยม, ดาว, กากบาท) ที่ตัวเองสร้างเตรียมขึ้นมาเพื่อใช้เป็นตัวอย่าง

โหลด >> https://phyblas.hinaboshi.com/triamhai/ruprang-misi-25x25x1000x6.rar
(รายละเอียดเกี่ยวกับชุดข้อมูล https://phyblas.hinaboshi.com/20180811)



อาจสร้างฟังก์ชันสำหรับเตรียมรูป แล้วใช้ ดังนี้

def triam_rup(folder_rup,satsuan_truat,n_batch_fuek,n_batch_truat):
    tran_fuek = tf.Compose([
        tf.RandomVerticalFlip(), # เนื่องจากเป็นรูปร่างอิสระ จะพลิกบนล่างหรือซ้ายขวาก็ได้
        tf.RandomHorizontalFlip(),
        tf.ToTensor(),
        tf.Normalize((0.5,0.5,0.5),(0.5,0.5,0.5))])
    tran_truat = tf.Compose([
        tf.ToTensor(),
        tf.Normalize((0.5,0.5,0.5),(0.5,0.5,0.5))])
    rup_fuek = ds.ImageFolder(folder_rup,transform=tran_fuek)
    rup_truat = ds.ImageFolder(folder_rup,transform=tran_truat)
    n = len(rup_fuek) # จำนวนข้อมูลทั้งหมด
    n_truat = int(n*satsuan_truat) # จำนวนข้อมูลตรวจสอบ
    sumlueak = np.random.permutation(n) # สร้างตัวสุ่มเลือก
    sf = Sarasa(sumlueak[n_truat:]) # sampler ของข้อมูลฝึก
    st = Sarasa(sumlueak[:n_truat]) # sampler ของข้อมูลตรวจสอบ
    rup_fuek = Dalo(rup_fuek,batch_size=n_batch_fuek,sampler=sf)
    rup_truat = Dalo(rup_truat,batch_size=n_batch_truat,sampler=st)
    return rup_fuek,rup_truat

folder_rup = 'ruprang-misi-25x25x1000x6' # โฟลเดอร์ใหญ่ที่ใส่รูปแยกเป็นโฟลเดอร์ย่อยต่างๆไว้
rup_fuek,rup_truat = triam_rup(folder_rup,0.2,64,100000)
rup_truat = list(rup_truat)[0]

satsuan_truat คือสัดส่วนของข้อมูลตรวจสอบ

n_batch_fuek,n_batch_truat คือขนาดมินิแบตช์ของข้อมูลฝึกและข้อมูลตรวจ

ข้อมูลตรวจสอบเราไม่ได้จะทำมินิแบตช์แต่จะให้ดึงออกมาเตรียมทั้งชุดไว้คำนวณทีเดียวก็เลยให้ใส่เลขเยอะๆไป (ในที่นี้ใส่ 100000)

ต่อมาลองสร้าง CNN แบบง่ายๆแล้วทำการฝึกโดยบันทึกทั้งคะแนนในการทำนายชุดข้อมูลฝึกและชุดข้อมูลตรวจสอบ

import torch
import time

relu = torch.nn.ReLU()
maxp = torch.nn.MaxPool2d(2)
ha_entropy = torch.nn.CrossEntropyLoss()

class Plianrup(torch.nn.Module):
    def __init__(self,*k):
        super(Plianrup,self).__init__()
        self.k = k
    
    def forward(self,x):
        return x.reshape(x.size()[0],*self.k)

class Prasat(torch.nn.Sequential):
    def __init__(self,eta=0.001):
        super(Prasat,self).__init__(
            torch.nn.Conv2d(3,16,4,1,0),
            torch.nn.BatchNorm2d(16),
            relu,
            maxp,
            torch.nn.Conv2d(16,16,4,1,0),
            torch.nn.BatchNorm2d(16),
            relu,
            maxp,
            Plianrup(-1),
            torch.nn.Linear(16*4*4,32),
            torch.nn.BatchNorm1d(32),
            relu,
            torch.nn.Linear(32,6)
        )
        self.opt = torch.optim.Adam(self.parameters(),lr=eta)
        
    def rianru(self,rup_fuek,rup_truat,n_thamsam=200,ro=10):
        X_truat,z_truat = rup_truat
        self.khanaen_truat = []
        self.khanaen_fuek = []
        khanaen_sungsut = 0
        t_roem = time.time()
        for o in range(n_thamsam):
            self.train()
            X_fuek,z_fuek = [],[]
            for Xb,zb in rup_fuek:
                a = self(Xb)
                J = ha_entropy(a,zb)
                J.backward()
                self.opt.step()
                self.opt.zero_grad()
                X_fuek.append(Xb)
                z_fuek.append(zb)
            X_fuek,z_fuek = torch.cat(X_fuek),torch.cat(z_fuek)
            self.eval()
            khanaen_fuek = self.ha_khanaen_(X_fuek,z_fuek)
            khanaen_truat = self.ha_khanaen_(X_truat,z_truat)
            self.khanaen_fuek.append(khanaen_fuek)
            self.khanaen_truat.append(khanaen_truat)
            print('%d ครั้งผ่านไป ใช้เวลาไป %.1f นาที ทำนายข้อมูลฝึกแม่น %.4f ข้อมูลตรวจสอบแม่น %.4f'%(o+1,(time.time()-t_roem)/60,khanaen_fuek,khanaen_truat))
            
            if(khanaen_truat>khanaen_sungsut):
                khanaen_sungsut = khanaen_truat
                maiphoem = 0
            else:
                maiphoem += 1
            if(ro>0 and maiphoem>=ro):
                break
    
    def thamnai_(self,X):
        return self(X).argmax(1)
    
    def ha_khanaen_(self,X,z):
        return (self.thamnai_(X)==z).numpy().mean()



prasat = Prasat()
prasat.rianru(rup_fuek,rup_truat)

plt.plot(prasat.khanaen_fuek,'#aa33bb')
plt.plot(prasat.khanaen_truat,'#33bb22')
plt.legend([u'ข้อมูลฝึก',u'ข้อมูลตรวจสอบ'],prop={'family':'Tahoma','size':14})
plt.show()

ผลที่ได้คือคะแนนการทำนายชุดข้อมูลฝึกได้มากกว่าชุดข้อมูลตรวจสอบอย่างเห็นได้ชัด แสดงให้เห็นว่าข้อมูลถูกแบ่งเป็นสองกลุ่มแยกกันอย่างชัดเจน

~ 自己紹介 ~

目次

日本による名言集

python モジュール -- numpy -- matplotlib -- pandas -- manim -- opencv -- pyqt -- pytorch 機械学習 -- ニューラル      ネットワーク

javascript

モンゴル語

言語学

maya

確率論

日本での日記

中国での日記 -- 北京での日記 -- 香港での日記 -- 澳門での日記

台灣での日記

北欧での日記

他の国での日記

qiita

その他の記事

記事の類別

==เลือกหมวด== ดาราศาสตร์ คณิตศาสตร์ -ความน่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ -เขียนโปรแกรม --python ---numpy ---scipy ---matplotlib ---pandas ---manim ---pyqt ---sklearn ---pytorch ---mayapython --ruby --javascript --dart --MATLAB --SQL --regex --opencv -shell -3D --maya --MMD -microsoft_office -pdf -ปัญญาประดิษฐ์ --โครงข่ายประสาทเทียม --สเตเบิลดิฟฟิวชัน ---comfyui -การสุ่ม ภาษาศาสตร์ -ตัวอักษร -เรียนภาษา -หลักเกณฑ์การทับศัพท์ -ภาษาจีน --ภาษาจีนกลาง -ภาษาญี่ปุ่น -ภาษามองโกล -ภาษาลาว -ภาษาเขมร ประวัติศาสตร์ -ประวัติศาสตร์จีน -ประวัติศาสตร์ญี่ปุ่น ปรัชญา ประเทศจีน -จีนแผ่นดินใหญ่ --ปักกิ่ง --เทียนจิน --เหลียวหนิง --เหอเป่ย์ --เหอหนาน --ซานตง --ซานซี --อานฮุย --เจ้อเจียง --หูเป่ย์ --หูหนาน --ฝูเจี้ยน --กวางตุ้ง ---แต้จิ๋ว --ยูนนาน --ซินเจียง -ฮ่องกง -มาเก๊า -ไต้หวัน --ไทเป --จีหลง --เถาหยวน --ซินจู๋ --เหมียวลี่ --ไถจง --จางฮว่า --หยวินหลิน --เจียอี้ --ไถหนาน --เกาสยง --ผิงตง --อี๋หลาน ประเทศญี่ปุ่น -ฮกไกโด -อาโอโมริ -อิวาเตะ -มิยางิ -อากิตะ -ยามางาตะ -ฟุกุชิมะ -อิบารากิ -โทจิงิ -กุมมะ -ไซตามะ -จิบะ -โตเกียว -คานางาวะ -นีงาตะ -โทยามะ -อิชิกาวะ -ฟุกุอิ -ยามานาชิ -นางาโนะ -กิฟุ -ชิซึโอกะ -ไอจิ -มิเอะ -ชิงะ -เกียวโต -โอซากะ -เฮียวโงะ -นาระ -วากายามะ -โอกายามะ -ฮิโรชิมะ -ยามางุจิ -ฟุกุโอกะ -ซางะ -นางาซากิ -คุมาโมโตะ -โออิตะ ต่างแดน -อุษาคเนย์ --กัมพูชา --พม่า --สิงคโปร์ -ยุโรป --สวีเดน --เดนมาร์ก --ฟินแลนด์ -ออสเตรเลีย ท่องเที่ยว -มหาวิทยาลัย -พิพิธภัณฑ์ --พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ --หอศิลป์ -สวนสัตว์ --พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ -ท้องฟ้าจำลอง -ตึกระฟ้า -ปราสาท☑ --ปราสาทญี่ปุ่น --ปราสาทขอม --ปราสาทยุโรป -ศาสนสถาน --วัด --ศาลเจ้า --โบสถ์ --มัสยิด -สุสาน -มรดกโลก -ทะเล -ทะเลสาบ -ภูเขา -หิมะ -ดอกซากุระ -แมว -รถไฟ -เรือ -ตลาดกลางคืน -งานเทศกาล -ที่ระลึกภัยพิบัติ -ตามรอย บันเทิง -เกม --อาเตอลีเย --โปเกมอน --caligula --vn -อนิเมะ -มังงะ -นิยาย -เพลง --เพลงอนิเมะ --เพลงเกม เรื่องแต่ง บันทึก

　 記事を検索

　 最新記事

　 おすすめの記事

月別記事

もっと前の記事

ไทย

日本語

中文