import torch
from torchvision import datasets, transforms
加载图像的最简单方式是使用 torchvision 的 datasets.ImageFolder（文档）。使用 ImageFolder，就是这样：
dataset = datasets.ImageFolder('path/to/data', transform=transform)
其中 'path/to/data' 是通往数据目录的文件路径，transform 是用 torchvision 中的 transforms 模块构建的处理步骤列表。ImageFolder 中的文件和目录应按以下格式构建：
root/dog/xxx.png
root/dog/xxy.png
root/dog/xxz.png
root/cat/123.png
root/cat/nsdf3.png
root/cat/asd932_.png
每个图像类别都有各自存储图像的目录（cat 和 dog）。然后使用从目录名中提取的类别标记图像。图像 123.png 将采用类别标签 cat。你可以从此页面下载已经采用此结构的数据集。在其中已被拆分成了训练集和测试集。
一、 转换
使用 ImageFolder 加载数据时，你需要定义转换。例如，图像的尺寸不相同，但是我们需要将它们变成统一尺寸，才能用于训练模型。你可以使用 transforms.Resize() 调整尺寸或使用 transforms.CenterCrop()、transforms.RandomResizedCrop() 等裁剪图像。我们还需要使用 transforms.ToTensor() 将图像转换为 PyTorch 张量。通常，你将使用 transforms.Compose()来将这些转换结合到一条流水线中，这条流水线接收包含转换的列表，并按顺序运行。流程大概为缩放、裁剪，然后转换为张量：
transform = transforms.Compose([transforms.Resize(255),
transforms.CenterCrop(224),
transforms.ToTensor()])
二、 数据加载器
加载 ImageFolder 后，你需要将其传入 DataLoader。DataLoader 接受数据集（例如要从 ImageFolder 获得的数据集），并返回批次图像和相应的标签。你可以设置各种参数，例如批次大小，或者在每个周期之后是否重排数据。
dataloader = torch.utils.data.DataLoader(dataset, batch_size=32, shuffle=True)
dataloader 是一个生成器。要从中获取数据，你需要遍历它，或将它转换成迭代器并调用 next()。
# Looping through it, get a batch on each loop
for images, labels in dataloader:
pass
# Get one batch
images, labels = next(iter(dataloader))
三、 数据增强
训练神经网络的一个常见策略是在输入数据本身里引入随机性。例如，你可以在训练过程中随机地旋转、翻转、缩放和/或裁剪图像。这样一来，你的神经网络在处理位置、大小、方向不同的相同图像时，可以更好地进行泛化。
要随机旋转、缩放、裁剪图像，然后翻转图像，你需要如下所示地定义转换：
train_transforms = transforms.Compose([transforms.RandomRotation(30),
transforms.RandomResizedCrop(224),
transforms.RandomHorizontalFlip(),
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5],
[0.5, 0.5, 0.5])])
另外，还需要使用 transforms.Normalize 标准化图像。传入均值和标准偏差列表，然后标准化颜色通道。
减去 mean 使数据以 0 居中，除以 std 使值位于 -1 到 1 之间。标准化有助于神经网络使权重接近 0，这能使反向传播更为稳定。不标准化的话，网络往往会学习失败。
你可以在此处查看可用的转换列表。测试时，不能改变图像（但是需要以同一方式标准化）。因此，在验证/测试图像时，通常只能调整大小和裁剪图像。
%matplotlib inline
%config InlineBackend.figure_format = 'retina'
import matplotlib.pyplot as plt
import torch
from torchvision import datasets, transforms
data_dir = 'Cat_Dog_data'
# TODO: Define transforms for the training data and testing data
train_transforms = transforms.Compose([transforms.RandomRotation(30),
transforms.RandomResizedCrop(224),
transforms.RandomHorizontalFlip(),
transforms.ToTensor(),
transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5],
[0.5, 0.5, 0.5])])
# test_transforms = transforms.Compose([transforms.RandomRotation(30),
# transforms.RandomResizedCrop(224),
# transforms.RandomHorizontalFlip(),
# transforms.ToTensor(),
# transforms.Normalize([0.5, 0.5, 0.5],
# [0.5, 0.5, 0.5])])
#测试时，不能改变图像（但是需要以同一方式标准化）。因此，在验证/测试图像时，通常只能调整大小和裁#剪图像。
test_transforms = transforms.Compose([transforms.Resize(255),
transforms.CenterCrop(224),
transforms.ToTensor()])
# Pass transforms in here, then run the next cell to see how the transforms look
train_data = datasets.ImageFolder(data_dir + '/train', transform=train_transforms)
test_data = datasets.ImageFolder(data_dir + '/test', transform=test_transforms)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(train_data, batch_size=32)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(test_data, batch_size=32)
# change this to the trainloader or testloader
data_iter = iter(testloader)
images, labels = next(data_iter)
fig, axes = plt.subplots(figsize=(10,4), ncols=4)
for ii in range(4):
ax = axes[ii]
helper.imshow(images[ii], ax=ax, normalize=False)
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