16-06 扩充图形分类

题目

加入斜线作为第四类，先画生成规则，再修改标签表、末层输出、分组和混淆矩阵，核对每个编号的含义。

推导与做法

新增 diagonal 的标签编号为 3，类别表长度与最后一层输出都改成 4。生成规则为八乘八图像的主对角线，前三类保留竖线、横线与十字。

独立演示先用四种清晰原型训练小分类器，得到四列 logits 与四乘四混淆矩阵。接回完整 CNN 时，末层同样输出四项，split_indices 的类别循环改为 len(classes)，每类都进入三组；同一原始图的变体按组划分，避免把近似副本放到训练和测试两侧。

过程图

%% 每个节点保留输入、执行位置或执行后的实际状态。 flowchart TD S0["定义第四类diagonal及编号3"] S1["生成8×8对角线样本"] S0 --> S1 S2["分类层输出4项，三组都覆盖四类"] S1 --> S2 S3["混淆矩阵改为4×4，保留标签表"] S2 --> S3 classDef default fill:#EEF0FB,stroke:#4657B5,color:#24324A linkStyle default stroke:#4657B5

实现与运行

查看带注释实现。本题与相关处理函数放在同一章节代码文件中；启动工具负责定位相邻项目和选择题号。

在配套目录的 PyTorch与模型开发/training_project 中运行。先按项目 README 执行 uv sync --locked。接口题先安装 serve 可选项：uv sync --locked --extra serve。

# 使用项目解释器运行本题，题号决定执行哪一组演示。
uv run python "../../学习索引/参考实现/代码/ch16.py" 16-06

程序按题号输出处理后的值、查询结果或状态。先和前面的手算比较，再修改一项输入重跑。

查看本题运行结果

# 与上面的手算状态和题目数值逐项比较。
{
  "classes": [
    "vertical",
    "horizontal",
    "cross",
    "diagonal"
  ],
  "output_shape": [
    4,
    4
  ],
  "confusion": [
    [
      1,
      0,
      0,
      0
    ],
    [
      0,
      1,
      0,
      0
    ],
    [
      0,
      0,
      1,
      0
    ],
    [
      0,
      0,
      0,
      1
    ]
  ],
  "split_group_ids": {
    "train": [
      "train-0",
      "train-1",
      "train-2",
      "train-3"
    ],
    "validation": [
      "validation-0",
      "validation-1",
      "validation-2",
      "validation-3"
    ],
    "test": [
      "test-0",
      "test-1",
      "test-2",
      "test-3"
    ]
  }
}