Python繪製loss曲線和準確率曲線範例程式碼

2022-08-30 14:00:27

引言

使用 python 繪製網路訓練過程中的的 loss 曲線以及準確率變化曲線，這裡的主要思想就時先把想要的損失值以及準確率值儲存下來，儲存到 .txt 檔案中，待網路訓練結束，我們再拿這儲存的資料繪製各種曲線。

其大致步驟為：資料讀取與儲存 - > loss曲線繪製 - > 準確率曲線繪製

一、資料讀取與儲存部分

我們首先要得到訓練時的資料，以損失值為例，網路每迭代一次都會產生相應的 loss，那麼我們就把每一次的損失值都儲存下來，儲存到列表，儲存到 .txt 檔案中。儲存的檔案如下圖所示：

[1.3817585706710815, 1.8422836065292358, 1.1619832515716553, 0.5217241644859314, 0.5221078991889954, 1.3544578552246094, 1.3334463834762573, 1.3866571187973022, 0.7603049278259277]

上圖為部分損失值，根據迭代次數而異，要是迭代了1萬次，這裡就會有1萬個損失值。
而準確率值是每一個 epoch 產生一個值，要是訓練100個epoch，就有100個準確率值。

（那麼問題來了，這裡的損失值是怎麼儲存到檔案中的呢？很少有人講這個，也有一些小夥伴們來諮詢，這裡就統一記錄一下，包括損失值和準確率值。）

首先，找到網路訓練程式碼，就是專案中的 main.py，或者 train.py ，在檔案裡先找到訓練部分，裡面經常會有這樣一行程式碼：

for epoch in range(resume_epoch, num_epochs):   # 就是這一行
	####
	...
	loss = criterion(outputs, labels.long())              # 損失樣例
	...
    epoch_acc = running_corrects.double() / trainval_sizes[phase]    # 準確率樣例
    ...
    ###

從這一行開始就是訓練部分了，往下會找到類似的這兩句程式碼，就是損失值和準確率值了。

這時候將以下程式碼加入原始碼就可以了：

train_loss = []
train_acc = []
for epoch in range(resume_epoch, num_epochs):          # 就是這一行
	###
	...
	loss = criterion(outputs, labels.long())           # 損失樣例
	train_loss.append(loss.item())                     # 損失加入到列表中
	...
	epoch_acc = running_corrects.double() / trainval_sizes[phase]    # 準確率樣例
	train_acc.append(epoch_acc.item())                 # 準確率加入到列表中
	... 
with open("./train_loss.txt", 'w') as train_los:
    train_los.write(str(train_loss))

with open("./train_acc.txt", 'w') as train_ac:
     train_ac.write(str(train_acc))

這樣就算完成了損失值和準確率值的資料儲存了！

二、繪製 loss 曲線

主要需要 numpy 庫和 matplotlib 庫，如果不會安裝可以自行百度，很簡單。

首先，將 .txt 檔案中的儲存的資料讀取進來，以下是讀取函數：

import numpy as np

# 讀取儲存為txt檔案的資料
def data_read(dir_path):
    with open(dir_path, "r") as f:
        raw_data = f.read()
        data = raw_data[1:-1].split(", ")   # [-1:1]是為了去除檔案中的前後中括號"[]"

    return np.asfarray(data, float)

然後，就是繪製 loss 曲線部分：

if __name__ == "__main__":

	train_loss_path = r"E:relate_codeGaitpart-mastertrain_loss.txt"   # 儲存檔案路徑
	
	y_train_loss = data_read(train_loss_path)        # loss值，即y軸
	x_train_loss = range(len(y_train_loss))			 # loss的數量，即x軸

	plt.figure()

    # 去除頂部和右邊框框
    ax = plt.axes()
    ax.spines['top'].set_visible(False)
    ax.spines['right'].set_visible(False)

    plt.xlabel('iters')    # x軸標籤
    plt.ylabel('loss')     # y軸標籤
	
	# 以x_train_loss為橫座標，y_train_loss為縱座標，曲線寬度為1，實線，增加標籤，訓練損失，
	# 預設顏色，如果想更改顏色，可以增加引數color='red',這是紅色。
    plt.plot(x_train_loss, y_train_loss, linewidth=1, linestyle="solid", label="train loss")
    plt.legend()
    plt.title('Loss curve')
    plt.show()

這樣就算把損失影象畫出來了！如下：

三、繪製準確率曲線

有了上面的基礎，這就簡單很多了。
只是有一點要記住，上面的x軸是迭代次數，這裡的是訓練輪次 epoch。

if __name__ == "__main__":

	train_acc_path = r"E:relate_codeGaitpart-mastertrain_acc.txt"   # 儲存檔案路徑
	
	y_train_acc = data_read(train_acc_path)       # 訓練準確率值，即y軸
	x_train_acc = range(len(y_train_acc))			 # 訓練階段準確率的數量，即x軸

	plt.figure()

    # 去除頂部和右邊框框
    ax = plt.axes()
    ax.spines['top'].set_visible(False)
    ax.spines['right'].set_visible(False)

    plt.xlabel('epochs')    # x軸標籤
    plt.ylabel('accuracy')     # y軸標籤
	
	# 以x_train_acc為橫座標，y_train_acc為縱座標，曲線寬度為1，實線，增加標籤，訓練損失，
	# 增加引數color='red',這是紅色。
    plt.plot(x_train_acc, y_train_acc, color='red',linewidth=1, linestyle="solid", label="train acc")
    plt.legend()
    plt.title('Accuracy curve')
    plt.show()

這樣就把準確率變化曲線畫出來了！如下：

以下是完整程式碼，以繪製準確率曲線為例，並且將x軸換成了iters，和損失曲線保持一致，供參考：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


# 讀取儲存為txt檔案的資料
def data_read(dir_path):
    with open(dir_path, "r") as f:
        raw_data = f.read()
        data = raw_data[1:-1].split(", ")

    return np.asfarray(data, float)


# 不同長度資料，統一為一個標準，倍乘x軸
def multiple_equal(x, y):
    x_len = len(x)
    y_len = len(y)
    times = x_len/y_len
    y_times = [i * times for i in y]
    return y_times


if __name__ == "__main__":

    train_loss_path = r"E:relate_codeGaitpart-masterfile_txttrain_loss.txt"
    train_acc_path = r"E:relate_codeGaitpart-mastertrain_acc.txt"

    y_train_loss = data_read(train_loss_path)
    y_train_acc = data_read(train_acc_path)

    x_train_loss = range(len(y_train_loss))
    x_train_acc = multiple_equal(x_train_loss, range(len(y_train_acc)))

    plt.figure()

    # 去除頂部和右邊框框
    ax = plt.axes()
    ax.spines['top'].set_visible(False)
    ax.spines['right'].set_visible(False)

    plt.xlabel('iters')
    plt.ylabel('accuracy')

    # plt.plot(x_train_loss, y_train_loss, linewidth=1, linestyle="solid", label="train loss")
    plt.plot(x_train_acc, y_train_acc,  color='red', linestyle="solid", label="train accuracy")
    plt.legend()

    plt.title('Accuracy curve')
    plt.show()

總結

到此這篇關於Python繪製loss曲線和準確率曲線的文章就介紹到這了,更多相關Python繪製loss曲線準確率曲線內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！

Python繪製loss曲線和準確率曲線範例程式碼

目錄

引言

一、資料讀取與儲存部分

二、繪製 loss 曲線

三、繪製準確率曲線

總結

熱門文章