对抗自编码降维代码示例

时间: 2023-10-09 22:09:18 浏览: 48
以下是一个简单的对抗自编码器的Python示例代码,用于实现降维: ```python import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers # 定义对抗自编码器的生成器和判别器 def make_generator_model(): model = tf.keras.Sequential() model.add(layers.Dense(256, activation='relu', input_shape=(100,))) model.add(layers.Dense(784, activation='sigmoid')) model.add(layers.Reshape((28, 28, 1))) return model def make_discriminator_model(): model = tf.keras.Sequential() model.add(layers.Flatten()) model.add(layers.Dense(256, activation='relu')) model.add(layers.Dense(1, activation='sigmoid')) return model # 定义损失函数和优化器 cross_entropy = tf.keras.losses.BinaryCrossentropy() def discriminator_loss(real_output, fake_output): real_loss = cross_entropy(tf.ones_like(real_output), real_output) fake_loss = cross_entropy(tf.zeros_like(fake_output), fake_output) total_loss = real_loss + fake_loss return total_loss def generator_loss(fake_output): return cross_entropy(tf.ones_like(fake_output), fake_output) generator_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(1e-4) discriminator_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(1e-4) # 定义对抗自编码器模型 class AdversarialAutoencoder(tf.keras.Model): def __init__(self, latent_dim): super(AdversarialAutoencoder, self).__init__() self.latent_dim = latent_dim self.generator = make_generator_model() self.discriminator = make_discriminator_model() def call(self, inputs): x = self.generator(inputs) return x def train_step(self, data): real_images = data # 训练判别器 with tf.GradientTape() as disc_tape: # 从噪声中生成假图像 noise = tf.random.normal([real_images.shape[0], self.latent_dim]) fake_images = self.generator(noise) # 计算判别器损失 real_output = self.discriminator(real_images) fake_output = self.discriminator(fake_images) disc_loss = discriminator_loss(real_output, fake_output) # 计算判别器梯度并更新 gradients_of_discriminator = disc_tape.gradient(disc_loss, self.discriminator.trainable_variables) discriminator_optimizer.apply_gradients(zip(gradients_of_discriminator, self.discriminator.trainable_variables)) # 训练生成器 with tf.GradientTape() as gen_tape: # 从噪声中生成假图像 noise = tf.random.normal([real_images.shape[0], self.latent_dim]) fake_images = self.generator(noise) # 计算生成器损失 fake_output = self.discriminator(fake_images) gen_loss = generator_loss(fake_output) # 计算生成器梯度并更新 gradients_of_generator = gen_tape.gradient(gen_loss, self.generator.trainable_variables) generator_optimizer.apply_gradients(zip(gradients_of_generator, self.generator.trainable_variables)) return {'discriminator_loss': disc_loss, 'generator_loss': gen_loss} # 加载MNIST数据集 (x_train, y_train), (x_test, y_test) = tf.keras.datasets.mnist.load_data() # 标准化像素值 x_train = x_train.astype('float32') / 255. x_test = x_test.astype('float32') / 255. # 将图像展平 x_train = x_train.reshape((len(x_train), np.prod(x_train.shape[1:]))) x_test = x_test.reshape((len(x_test), np.prod(x_test.shape[1:]))) # 定义对抗自编码器模型和训练参数 aae = AdversarialAutoencoder(latent_dim=100) aae.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(1e-4)) # 训练对抗自编码器 aae.fit(x_train, x_train, epochs=20, batch_size=128, validation_data=(x_test, x_test)) ``` 这个代码示例使用了MNIST数据集,将图像展平后进行降维。对抗自编码器使用了一个生成器和一个判别器,通过对抗训练来实现降维。每个训练步骤中,先训练判别器,然后训练生成器,以此来实现对抗训练。最终的目标是让生成器可以生成与输入数据相似的噪声图像,这些噪声图像可以被判别器正确地分类为真实数据。

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