剪枝训练好的GAN超分辨率模型 代码

时间: 2023-07-10 19:13:56 浏览: 28
下面是一个简单的剪枝训练GAN超分辨率模型的示例代码,仅供参考: ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers from tensorflow.keras import models from tensorflow.keras import optimizers import numpy as np # 定义GAN超分辨率模型 def build_model(): input_shape = (None, None, 3) inputs = layers.Input(shape=input_shape) x = layers.Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu')(inputs) x = layers.Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu')(x) x = layers.Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu')(x) x = layers.Conv2D(64, 3, padding='same', activation='relu')(x) x = layers.Conv2DTranspose(32, 3, strides=2, padding='same')(x) x = layers.Conv2DTranspose(3, 3, strides=2, padding='same')(x) outputs = layers.Activation('sigmoid')(x) model = models.Model(inputs=inputs, outputs=outputs) return model # 定义剪枝策略 def prune(model, pruned_fraction): # 按权重大小剪枝 weights = [] for layer in model.layers: if isinstance(layer, layers.Conv2D): weights.append(layer.weights[0].numpy().flatten()) all_weights = np.concatenate(weights) threshold_index = int(pruned_fraction * len(all_weights)) threshold = np.partition(np.abs(all_weights), threshold_index)[threshold_index] for layer in model.layers: if isinstance(layer, layers.Conv2D): weights = layer.weights[0].numpy() mask = np.abs(weights) > threshold layer.set_weights([weights * mask, layer.weights[1].numpy()]) # 训练原始模型 def train(): model = build_model() loss_fn = tf.keras.losses.MeanSquaredError() optimizer = optimizers.Adam(learning_rate=0.001) model.compile(optimizer=optimizer, loss=loss_fn) x_train = np.random.randn(100, 64, 64, 3) y_train = np.random.randn(100, 128, 128, 3) model.fit(x_train, y_train, epochs=10) return model # 剪枝训练模型 def prune_train(model, pruned_fraction): prune(model, pruned_fraction) loss_fn = tf.keras.losses.MeanSquaredError() optimizer = optimizers.Adam(learning_rate=0.001) model.compile(optimizer=optimizer, loss=loss_fn) x_train = np.random.randn(100, 64, 64, 3) y_train = np.random.randn(100, 128, 128, 3) model.fit(x_train, y_train, epochs=5) return model # 测试模型 def test(model): x_test = np.random.randn(10, 64, 64, 3) y_test = np.random.randn(10, 128, 128, 3) loss = model.evaluate(x_test, y_test) print('Test loss:', loss) # 训练和测试模型 model = train() test(model) pruned_fraction = 0.5 model = prune_train(model, pruned_fraction) test(model) ``` 这个示例代码中,我们定义了一个简单的GAN超分辨率模型,然后使用随机数据训练原始模型,再按权重大小剪枝50%,最后使用微调训练剪枝后的模型并测试性能。在实际使用中,需要根据具体的任务和数据集调整模型和剪枝策略,以达到最佳的性能和效果。

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下面是一个简单的剪枝已经训练好的GAN超分辨率模型的示例代码,仅供参考: python import tensorflow as tf from tensorflow.keras import models from tensorflow.keras import layers import numpy as np # 加载已经训练好的模型 model = models.load_model('gan_super_resolution_model.h5') # 定义剪枝策略 def prune(model, pruned_fraction): # 按权重大小剪枝 weights = [] for layer in model.layers: if isinstance(layer, layers.Conv2D): weights.append(layer.weights[0].numpy().flatten()) all_weights = np.concatenate(weights) threshold_index = int(pruned_fraction * len(all_weights)) threshold = np.partition(np.abs(all_weights), threshold_index)[threshold_index] for layer in model.layers: if isinstance(layer, layers.Conv2D): weights = layer.weights[0].numpy() mask = np.abs(weights) > threshold layer.set_weights([weights * mask, layer.weights[1].numpy()]) # 剪枝模型 pruned_fraction = 0.5 prune(model, pruned_fraction) # 测试模型 x_test = np.random.randn(10, 64, 64, 3) y_test = np.random.randn(10, 128, 128, 3) loss = model.evaluate(x_test, y_test) print('Test loss:', loss) # 保存剪枝后的模型 model.save('pruned_gan_super_resolution_model.h5') 这个示例代码中,我们首先加载已经训练好的GAN超分辨率模型,然后按权重大小剪枝50%。最后使用随机数据测试剪枝后的模型的性能,并将剪枝后的模型保存到文件中。在实际使用中,需要根据具体的任务和数据集调整剪枝策略,以达到最佳的性能和效果。
以下是使用PyTorch实现的超分辨率剪枝代码的示例: python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.utils.data as data from torchvision import transforms from torch.autograd import Variable from torch.utils.data import DataLoader from torchvision.datasets import ImageFolder import numpy as np import os from math import log10 # 定义超分辨率网络 class SuperResolutionNet(nn.Module): def __init__(self): super(SuperResolutionNet, self).__init__() # 定义网络结构 self.layer1 = nn.Sequential(nn.Conv2d(3, 64, (5, 5), (1, 1), (2, 2)), nn.ReLU()) self.layer2 = nn.Sequential(nn.Conv2d(64, 64, (3, 3), (1, 1), (1, 1)), nn.ReLU()) self.layer3 = nn.Sequential(nn.Conv2d(64, 32, (3, 3), (1, 1), (1, 1)), nn.ReLU()) self.layer4 = nn.Sequential(nn.Conv2d(32, 3, (3, 3), (1, 1), (1, 1))) def forward(self, x): # 前向传播 out1 = self.layer1(x) out2 = self.layer2(out1) out3 = self.layer3(out2) out4 = self.layer4(out3) return out4 # 定义超分辨率数据集 class SuperResolutionDataset(data.Dataset): def __init__(self, image_folder, transform=None): super(SuperResolutionDataset, self).__init__() # 加载图像文件 self.image_folder = image_folder self.image_filenames = [os.path.join(self.image_folder, x) for x in os.listdir(self.image_folder) if is_image_file(x)] self.transform = transform def __getitem__(self, index): # 获取图像和目标 input = load_img(self.image_filenames[index]) target = input.copy() # 转换图像 if self.transform: input = self.transform(input) target = self.transform(target) # 返回输入和目标 return input, target def __len__(self): # 获取数据集大小 return len(self.image_filenames) # 定义图片载入函数 def load_img(filepath): img = Image.open(filepath).convert('RGB') img = np.array(img).astype(np.float32) img = img / 255.0 return img # 定义图片类型判断函数 def is_image_file(filename): return any(filename.endswith(extension) for extension in ['.png', '.jpg', '.jpeg']) # 定义超分辨率训练函数 def train(epoch): model.train() train_loss = 0 for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): if cuda: data, target = data.cuda(), target.cuda() data, target = Variable(data), Variable(target) optimizer.zero_grad() output = model(data) loss = criterion(output, target) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.data[0] if batch_idx % log_interval == 0: print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format( epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset), 100. * batch_idx / len(train_loader), loss.data[0] / len(data))) print('====> Epoch: {} Average loss: {:.4f}'.format( epoch, train_loss / len(train_loader.dataset))) # 定义超分辨率测试函数 def test(epoch): model.eval() test_loss = 0 for batch_idx, (data, target) in enumerate(test_loader): if cuda: data, target = data.cuda(), target.cuda() data, target = Variable(data, volatile=True), Variable(target) output = model(data) test_loss += criterion(output, target).data[0] psnr = 10 * log10(1 / test_loss) if batch_idx % log_interval == 0: print('Test Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tPSNR: {:.6f}'.format( epoch, batch_idx * len(data), len(test_loader.dataset), 100. * batch_idx / len(test_loader), psnr)) print('====> Epoch: {} Average PSNR: {:.4f}'.format( epoch, psnr)) # 定义超分辨率剪枝函数 def prune(model, pruning_perc): # 获取模型权重 weights = [] for name, param in model.named_parameters(): if 'weight' in name: weights.append(param.data.cpu().numpy().flatten()) weights = np.concatenate(weights) # 计算权重阈值 threshold = np.percentile(abs(weights), pruning_perc) # 定义剪枝函数 def prune_weights(weights, threshold): return np.where(abs(weights) > threshold, weights, 0) # 剪枝模型权重 for name, param in model.named_parameters(): if 'weight' in name: w = param.data.cpu().numpy() param.data = torch.from_numpy(prune_weights(w, threshold)).cuda() # 加载超分辨率数据集 train_dataset = SuperResolutionDataset(image_folder='train', transform=transforms.ToTensor()) test_dataset = SuperResolutionDataset(image_folder='test', transform=transforms.ToTensor()) # 定义超分辨率数据加载器 train_loader = DataLoader(dataset=train_dataset, batch_size=64, shuffle=True) test_loader = DataLoader(dataset=test_dataset, batch_size=64, shuffle=True) # 定义超分辨率网络 model = SuperResolutionNet() # 定义超分辨率损失函数 criterion = nn.MSELoss() # 定义超分辨率优化器 optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 定义超分辨率训练参数 epochs = 10 log_interval = 10 cuda = True # 训练超分辨率网络 for epoch in range(1, epochs + 1): train(epoch) test(epoch) # 每个 epoch 结束后对模型进行剪枝 prune(model, 50)
实现超分辨率模型的剪枝可以分为以下几个步骤: 1. 加载模型 python import torch import torchvision.models as models model = models.resnet18(pretrained=True) 这里以ResNet18为例,可以根据实际情况选择不同的预训练模型或自己定义模型。 2. 定义剪枝策略 python import torch.nn.utils.prune as prune pruning_plan = prune.L1Unstructured( amount=0.2, name='weight' ) 这里采用L1Unstructured剪枝策略,amount参数表示需要保留的权重比例,这里设定为0.2,即保留80%的权重。 3. 针对模型中的某一层进行剪枝 python module = model.layer1.conv1 pruning_plan.apply(module, name='weight') 这里以ResNet18的第一层卷积层为例,对其进行权重剪枝。 4. 查看剪枝后模型的大小 python print("Sparsity in conv1.weight: {:.2f}%".format( 100. * float(torch.sum(module.weight == 0)) / float(module.weight.nelement()) )) print("Size of conv1.weight: {:.2f} KB".format( float(module.weight.nelement() * 4) / 1024 )) 这里可以输出剪枝后卷积层权重的稀疏度和大小。 5. 对整个模型进行剪枝 python for name, module in model.named_modules(): if isinstance(module, torch.nn.Conv2d): pruning_plan.apply(module, name='weight') 这里对ResNet18中所有卷积层进行权重剪枝。 6. 查看整个模型的大小 python print("Size of pruned model: {:.2f} KB".format( float(sum([param.nelement() for name, param in model.named_parameters()])) * 4 / 1024 )) 这里输出整个模型的大小,可以看到经过剪枝后模型的大小有所减小。 7. 保存剪枝后的模型 python torch.save(model.state_dict(), 'pruned_model.pth') 这里将剪枝后的模型保存为pruned_model.pth文件。 以上就是PyTorch实现对超分辨率模型的剪枝的基本步骤,可以根据实际情况进行修改和扩展。
YOLOv8的模型剪枝是一种常用的技术,可以通过减少模型中的冗余参数和计算量来提高模型的效率。下面是一个简单的示例代码,用于演示YOLOv8模型剪枝的过程: python import torch import torch.nn as nn def prune_model(model, percent): # 计算每个层的剪枝比例 prune_ratios = [] total_params = 0 for name, module in model.named_modules(): if isinstance(module, nn.Conv2d): total_params += module.weight.numel() for name, module in model.named_modules(): if isinstance(module, nn.Conv2d): prune_ratio = module.weight.numel() / total_params prune_ratios.append(prune_ratio) # 根据剪枝比例对每个卷积层进行剪枝 total_pruned = 0 for name, module in model.named_modules(): if isinstance(module, nn.Conv2d): prune_ratio = prune_ratios.pop(0) num_pruned = int(prune_ratio * percent * module.weight.numel()) mask = torch.zeros_like(module.weight) mask.view(-1)[torch.argsort(module.weight.abs().view(-1))[:num_pruned]] = 1 module.weight.data *= mask total_pruned += num_pruned print(f"Total pruned parameters: {total_pruned}") # 创建一个简单的YOLOv8模型 class YOLOv8(nn.Module): def __init__(self): super(YOLOv8, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3) self.conv2 = nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3) self.conv3 = nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=3) def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.conv2(x) x = self.conv3(x) return x # 测试代码 model = YOLOv8() print("Before pruning:") print(model) prune_model(model, 0.5) # 将模型剪枝50% print("After pruning:") print(model) 以上示例代码展示了一个简单的YOLOv8模型剪枝过程。该过程首先计算每个卷积层的剪枝比例,然后根据剪枝比例对每个卷积层进行剪枝操作。剪枝操作通过创建一个与权重矩阵相同形状的掩码,将要剪枝的权重对应位置的掩码置为0,从而实现剪枝效果。 当然,实际的YOLOv8模型剪枝可能会更加复杂,涉及到更多的模型结构和策略。如果您想深入了解YOLOv8模型剪枝的原理和更复杂的实现代码,建议您查阅相关的论文和技术文档,或咨询专业的研究人员或开发者。
PyTorch是一个很强大的深度学习框架,可以用于建立和训练各种神经网络模型。模型剪枝是一种技术,在不显著损失模型性能的情况下,减少模型的大小和计算需求。 PyTorch提供了一些工具和方法来进行模型剪枝。一种常见的方法是通过稀疏化权重来减少模型的大小。稀疏化意味着将一些权重设置为零,只保留模型中最重要的权重。这可以通过使用PyTorch提供的稀疏张量来实现。稀疏张量可以节省内存和计算资源。 另一种模型剪枝的方法是通过结构化剪枝。这种方法通过删除模型中的一些结构来减少模型的大小。例如,可以删除一些神经元或层,或者可以缩减模型的宽度或深度。这可以通过修改模型的架构来实现。 PyTorch还提供了一种称为剪枝线性回归(Pruning Linear Regression)的方法。使用这种方法,可以根据权重的梯度选择要剪枝的权重。该方法通过迭代把梯度为零的权重设置为零来实现。 在PyTorch中执行模型剪枝的一般步骤包括加载已经训练好的模型,确定要剪枝的方法和参数,然后使用合适的方法对模型进行剪枝。剪枝后,可以使用一些性能度量来评估剪枝后模型的性能。如果性能满足要求,剪枝后的模型可以保存和使用。否则,可以进一步调整剪枝参数或方法,进行迭代剪枝。 总之,通过PyTorch可以方便地实现模型剪枝。使用模型剪枝可以减少模型的大小和计算需求,提高模型的运行效率。

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