卷积神经网络|制作自己的Dataset（最终版）

?之前文章已经实现了一个自定义的类，制定了自己的数据集。其实，细看代码，可传入的参数过多，有些简单问题复杂化，实现上不是那么简洁。

既然是自己定义的数据集，那么许多功能是自己写好的，如何写，为什么这样写都是已知的。

这里，我们考虑让自己定义的Dataset类简单化，并由此完成全部数据准备工作。

图片名处理

在实现Dataset类之前，图片准备工作是必须要进行的，或者说是对我们收集到的图片进行改名。就像之前那篇文章所写的，写个小程序批量改变图片命名。

就像这样：

import ospath="E:\\3-10\\dogandcats\\train\\cat\\"#猫图片路径filenames=[name for name in os.listdir(path)]for i,filename in enumerate(filenames):    src=path+filename    dst=path+path[-4:-1]+str(i+1)+'.0'+".jpg"    os.rename(src,dst)

同样，我们类似的可以处理狗图片，此时仅需修改路径名以及将

dst=path+path[-4:-1]+str(i+1)+'.0'+".jpg"

修改为：

dst=path+path[-4:-1]+str(i+1)+'.1'+".jpg"

处理其它类的图片同样如此。最终是这种形式：

? ? ? ? ? ? ? ? ? cat1.0.jpg

? ? ? ? ? ? ? ? ? cat2.0.jpg

? ? ? ? ? ? ? ? ? ...

? ? ? ? ? ? ? ? ? dog1.1.jpg

? ? ? ? ? ? ? ? ? dog2.1.jpg

? ? ? ? ? ? ? ? ? ...

需要强调的是这里的cat1，dog1...，jpg格式仅仅是一个习惯，没有太多的含义，真正重要的是0，1，...,这是个标签，指明了这张图片的类别。0代表cat,而1代表dog...

这里，图片准备工作已经完成！

之后，我们将处理后的所有用于训练的图片放于此路径：

E:\3-10\dogandcats\train

Dataset实现

import torchimport osfrom torch.utils.data import Datasetfrom torchvision import transformsfrom PIL import Imageimport numpy as npimport torch?class MyDataset(Dataset):    def __init__(self, path_file,transform=None):        self.path_file=path_file        self.imgs=[name for name in os.listdir(path_file)]        self.transform=transform?    def __len__(self):        return len(self.imgs)?    def __getitem__(self, idx):        #get the image        img_path = os.path.join(self.path_file,self.imgs[idx])        image=Image.open(img_path)?        image=image.resize((28,28))#修改图片大小，默认大小??        #image = np.array(image)        #image=torch.tensor(image,dtype=torch.float32)#将numpy数组转化为数据类型为float32的张量        #image=image.permute(2,0,1)#将HxWxC变为CxHxW?        #以上三行所起的功能可以用transforms.ToTensor()代替（差别仅仅在于后者将像素全部归为[0,1]。???????????if?self.transform:            image = self.transform(image)???        #get the label?        str1=self.imgs[idx].split('.')        label=torch.tensor(eval(str1[1]))?        return image, label?path="E:\\3-10\\dogandcats\\train"training_data=MyDataset(path,transform=transforms.Compose([transforms.ToTensor()]))?train_dataloader = torch.utils.data.DataLoader(training_data, batch_size=4, shuffle=True)

让我们run一下：

>>> BatchImg,Label=next(iter(train_dataloader))>>> BatchImg.size()torch.Size([4, 3, 28, 28])>>> Label.size()torch.Size([4])

均值和标准差，归一化

然后我们尝试获取所有图片的三个通道的均值和标准差，最后让图片数据变为均值为0，标准差为1的新数据。

>>> IMGEND=torch.stack([ig for ig,_ in training_data],dim=0)#堆叠tensor>>> IMGEND.size()torch.Size([17, 3, 28, 28])

此时，可以看到我们已经获得了所有图片（共17张）的数据

>>> mean=torch.mean(IMGEND,dim=(0,2,3))#获得均值>>> meantensor([0.6479, 0.6043, 0.5521])>>> std=torch.std(IMGEND,dim=(0,2,3))#获得标准差>>> stdtensor([0.2343, 0.2485, 0.2925])

好吧，这里，借助：transforms.Normalize()方法，我们可以很容易对所有图片数据进行变换，最终获得均值为0，标准差为1的数据。

就像这样：

training_data1=MyDataset(path,transform=transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize([0.6479, 0.6043, 0.5521],[0.2343, 0.2485, 0.2925])]))

接着我们就可以将training_data1传入Dataloader：

train_dataloader1 = torch.utils.data.DataLoader(training_data1, batch_size=4, shuffle=True)

此时，对于图片数据我们完成了归一化操作，将数据分布变为了均值为0，标准差为1的分布，training_data1就是之后在神经网络用于训练的数据集。

检验training_data1数据，就像之前那个计算均值和标准差的过程：

>>> IMGEND1=torch.stack([ig for ig,_ in training_data1],dim=0)>>> IMGEND1.size()torch.Size([17, 3, 28, 28])>>> mean1=torch.mean(IMGEND1,dim=(0,2,3))>>> mean1tensor([ 1.1959e-04, -3.3379e-05, -1.4900e-04])>>> std=torch.std(IMGEND1,dim=(0,2,3))>>> stdtensor([1.0001, 0.9998, 1.0001])

总结

总的来看，我们实现Dataset类时，完成了对数据的归一化，以及将Dataset数据传入了Dataloader。

一些操作可以使用transforms模块所提供的方法以简化步骤，当然，算数据的均值和标准差用于归一化仍然还是比较繁琐的。

到这里，数据的预处理工作基本结束！