使用pytorch训练一个基于多尺度自编码网络,实现红外与可见光图像融合的模型的包括测试训练等代码

时间: 2024-01-22 16:18:48 浏览: 106
这是一个比较复杂的任务,需要耐心阅读并理解以下代码。首先需要安装 PyTorch 和一些常用的 Python 库(如 Numpy、Pillow 等)。 训练代码: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader import numpy as np from PIL import Image class MultiScaleAutoencoder(nn.Module): def __init__(self): super(MultiScaleAutoencoder, self).__init__() self.encoder1 = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 32, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(32, 64, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(64, 128, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(128, 256, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), ) self.encoder2 = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 16, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(16, 32, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(32, 64, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), ) self.decoder = nn.Sequential( nn.ConvTranspose2d(256+64, 128, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(128, 64, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(64, 32, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(32, 16, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(16, 3, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.Sigmoid(), ) def forward(self, x1, x2): x1_1 = self.encoder1(x1) x1_2 = self.encoder2(x1) x2_1 = self.encoder1(x2) x2_2 = self.encoder2(x2) x = torch.cat((x1_1, x2_2), dim=1) x = self.decoder(x) return x class IRVISDataset(Dataset): def __init__(self, ir_dir, vis_dir): self.ir_files = [ir_dir + f for f in os.listdir(ir_dir)] self.vis_files = [vis_dir + f for f in os.listdir(vis_dir)] def __len__(self): return len(self.ir_files) def __getitem__(self, idx): ir_image = Image.open(self.ir_files[idx]).convert('RGB') vis_image = Image.open(self.vis_files[idx]).convert('RGB') ir_image = np.array(ir_image) vis_image = np.array(vis_image) ir_image = torch.from_numpy(np.transpose(ir_image, (2, 0, 1))).float() vis_image = torch.from_numpy(np.transpose(vis_image, (2, 0, 1))).float() return ir_image, vis_image def train(model, train_loader, criterion, optimizer, device): model.train() running_loss = 0.0 for i, data in enumerate(train_loader, 0): ir_images, vis_images = data ir_images, vis_images = ir_images.to(device), vis_images.to(device) optimizer.zero_grad() outputs = model(ir_images, vis_images) loss = criterion(outputs, vis_images) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() return running_loss / len(train_loader) def test(model, test_loader, criterion, device): model.eval() running_loss = 0.0 with torch.no_grad(): for i, data in enumerate(test_loader, 0): ir_images, vis_images = data ir_images, vis_images = ir_images.to(device), vis_images.to(device) outputs = model(ir_images, vis_images) loss = criterion(outputs, vis_images) running_loss += loss.item() return running_loss / len(test_loader) if __name__ == '__main__': ir_dir = 'path/to/ir/dir/' vis_dir = 'path/to/vis/dir/' dataset = IRVISDataset(ir_dir, vis_dir) train_size = int(0.8 * len(dataset)) test_size = len(dataset) - train_size train_dataset, test_dataset = torch.utils.data.random_split(dataset, [train_size, test_size]) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=32, shuffle=True) device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") print(device) model = MultiScaleAutoencoder().to(device) criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) for epoch in range(50): train_loss = train(model, train_loader, criterion, optimizer, device) test_loss = test(model, test_loader, criterion, device) print('[Epoch %d] Train loss: %.4f | Test loss: %.4f' % (epoch + 1, train_loss, test_loss)) torch.save(model.state_dict(), 'model.pth') ``` 测试代码: ```python import torch import torch.nn as nn from PIL import Image import numpy as np class MultiScaleAutoencoder(nn.Module): def __init__(self): super(MultiScaleAutoencoder, self).__init__() self.encoder1 = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 32, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(32, 64, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(64, 128, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(128, 256, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), ) self.encoder2 = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 16, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(16, 32, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), nn.Conv2d(32, 64, 3, stride=1, padding=1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, stride=2), ) self.decoder = nn.Sequential( nn.ConvTranspose2d(256+64, 128, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(128, 64, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(64, 32, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(32, 16, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(16, 3, 3, stride=2, padding=1, output_padding=1), nn.Sigmoid(), ) def forward(self, x1, x2): x1_1 = self.encoder1(x1) x1_2 = self.encoder2(x1) x2_1 = self.encoder1(x2) x2_2 = self.encoder2(x2) x = torch.cat((x1_1, x2_2), dim=1) x = self.decoder(x) return x def test(model_path, ir_path, vis_path, output_path): model = MultiScaleAutoencoder() model.load_state_dict(torch.load(model_path, map_location=torch.device('cpu'))) model.eval() ir_image = Image.open(ir_path).convert('RGB') vis_image = Image.open(vis_path).convert('RGB') ir_image = np.array(ir_image) vis_image = np.array(vis_image) ir_image = torch.from_numpy(np.transpose(ir_image, (2, 0, 1))).float() vis_image = torch.from_numpy(np.transpose(vis_image, (2, 0, 1))).float() with torch.no_grad(): output = model(ir_image.unsqueeze(0), vis_image.unsqueeze(0)) output = output.squeeze(0).permute(1, 2, 0).numpy() output = (output * 255).astype(np.uint8) output_image = Image.fromarray(output) output_image.save(output_path) if __name__ == '__main__': model_path = 'path/to/model.pth' ir_path = 'path/to/ir/image.jpg' vis_path = 'path/to/vis/image.jpg' output_path = 'path/to/output/image.jpg' test(model_path, ir_path, vis_path, output_path) ``` 以上代码仅供参考,具体实现需要根据数据集和具体任务进行修改。
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