VGG16神经网络搭建

本文主要是介绍VGG16神经网络搭建，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、定义提取特征网络结构

将要实现的神经网络参数存放在列表中，方便使用。

数字代表卷积核的个数，字符代表池化层的结构

cfgs = {"vgg11": [64, 'M', 128, 'M', 256, 256, 'M', 512, 512, 'M', 512, 512, 'M'],'VGG13': [64, 64, 'M', 128, 128, 'M', 256, 256, 'M', 512, 512, 'M', 512, 512, 'M'],'VGG16': [64, 64, 'M', 128, 128, 'M', 256, 256, 256, 'M', 512, 512, 512, 'M', 512, 512, 512, 'M'],'VGG19': [64, 64, 'M', 128, 128, 'M', 256, 256, 256, 256, 'M', 512, 512, 512, 512, 'M', 512, 512, 512, 512, 'M'],
}

二、 定义提取特征网络

如果遍历过程中 v== 'M',就是定义池化层，后面的卷积核与stride步距都是网络的默认参数。

数字代表的就是定义卷积层，然后与激活函数链接在一起。

最后返回时，以非关键字参数的形式传入。

def make_features(cfg: list):layers = []in_channels = 3for v in cfg:if v == 'M':layers += [nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2)]else:conv2d = nn.Conv2d(in_channels, v, kernel_size=3, padding=1)layers += [conv2d, nn.ReLU(True)]in_channels = vreturn nn.Sequential(*layers)

三、初始化网络

传入参数features，class_num，是否需要初始化权重。

定义分类网络结构，dropout方法缓解过拟合问题，再全连接核relu激活函数链接起来。

如果需要初始化权重，那么就会进入初始化权重的函数中。

class VGG(nn.Module):def __init__(self, features, class_num=1000, init_weight=False):super(VGG, self).__init__()self.features = featuresself.classifier = nn.Sequential(nn.Dropout(p=0.5),nn.Linear(512*7*7, 2048),nn.ReLU(True),nn.Dropout(p=0.5),nn.Linear(2048, 2048),nn.ReLU(True),nn.Linear(2048, class_num))if init_weight:self._initialize_weights()

 四、初始化权重函数

这个函数会遍历网络的每一个子模块。

如果遍历的当前层是一个卷积层，那么这个方法会初始化卷积核的权重，如果采用了偏置，那就默认初始化为0.

如果遍历的当前层是全连接层，也是用这个方法去初始化全连接层的权重，并将偏置设置为0.

    def _initialize_weights(self):for m in self.modules():  # 遍历模块中的每一个子模块if isinstance(m, nn.Conv2d):nn.init.xavier_uniform_(m.weight)if m.bias is not None:nn.init.constant_(m.bias, 0)elif isinstance(m, nn.Linear):nn.init.xavier_uniform_(m.weight)nn.init.constant_(m.bias, 0)

五、定义正向传播

x：输入的图像数据

features：提取网络特征结构

flatten：展平处理。因为第0个维度是batch，所以我们从第一个维度开始展平

经过分类网络结构后返回

    def forword(self, x):x = self.features(x)x = torch.flatten(x, strat_dim=1)x = self.classifier(x)return x

六、实例化模型

传入参数model_name：实例化给定的配置模型。

将key值传入字典当中

通过VGG这个类来实例化这个网络

features通过make_features这个函数来实现

最后创建对象实现VGG神经网络的搭建。 

def vgg(model_name="vgg16", **kwargs):try:cfg = cfgs[model_name]except:print("waring: model number {} not in cfgs dict".format(model_name))model = VGG(make_features(cfg), **kwargs)return  modelvgg_model = vgg(model_name='vgg13')

 运行成功，网络搭建成功。

 全部代码

import torch.nn as nn
import torchclass VGG(nn.Module):def __init__(self, features, class_num=1000, init_weight=False):super(VGG, self).__init__()self.features = featuresself.classifier = nn.Sequential(nn.Dropout(p=0.5),nn.Linear(512*7*7, 2048),nn.ReLU(True),nn.Dropout(p=0.5),nn.Linear(2048, 2048),nn.ReLU(True),nn.Linear(2048, class_num))if init_weight:self._initialize_weights()def forword(self, x):x = self.features(x)x = torch.flatten(x, strat_dim=1)x = self.classifier(x)return xdef _initialize_weights(self):for m in self.modules():  # 遍历模块中的每一个子模块if isinstance(m, nn.Conv2d):nn.init.xavier_uniform_(m.weight)if m.bias is not None:nn.init.constant_(m.bias, 0)elif isinstance(m, nn.Linear):nn.init.xavier_uniform_(m.weight)nn.init.constant_(m.bias, 0)def make_features(cfg: list):layers = []in_channels = 3for v in cfg:if v == 'M':layers += [nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2)]else:conv2d = nn.Conv2d(in_channels, v, kernel_size=3, padding=1)layers += [conv2d, nn.ReLU(True)]in_channels = vreturn nn.Sequential(*layers)cfgs = {"vgg11": [64, 'M', 128, 'M', 256, 256, 'M', 512, 512, 'M', 512, 512, 'M'],'vgg13': [64, 64, 'M', 128, 128, 'M', 256, 256, 'M', 512, 512, 'M', 512, 512, 'M'],'vgg16': [64, 64, 'M', 128, 128, 'M', 256, 256, 256, 'M', 512, 512, 512, 'M', 512, 512, 512, 'M'],'vgg19': [64, 64, 'M', 128, 128, 'M', 256, 256, 256, 256, 'M', 512, 512, 512, 512, 'M', 512, 512, 512, 512, 'M'],
}def vgg(model_name="vgg16", **kwargs):try:cfg = cfgs[model_name]except:print("waring: model number {} not in cfgs dict".format(model_name))model = VGG(make_features(cfg), **kwargs)return  modelvgg_model = vgg(model_name='vgg13')

 全部代码与分开模块的顺序不同，但不影响最终实现。

这篇关于VGG16神经网络搭建的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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