使用pytorch训练一个基于多尺度自自编码网络,用COCO数据集训练,通过网络中的encoder函数编码输入图像,再由decoder函数解码特征重建图像并计算重建图像与源图像的损失,保存模型,用该模型进行可见光与红外图像的融合,给出代码

时间: 2023-07-16 12:13:25 浏览: 51
好的,以下是使用PyTorch训练基于多尺度自编码网络的代码,其中使用COCO数据集进行训练,并使用训练好的模型进行可见光与红外图像的融合。 首先,需要安装 PyTorch 和 torchvision 库,可以使用以下命令进行安装: ``` pip install torch torchvision ``` 然后,下载并解压 COCO 数据集,可以使用以下命令进行下载: ``` wget http://images.cocodataset.org/zips/train2017.zip ``` 接着,可以使用以下代码进行数据预处理和加载: ```python import torch import torchvision from torchvision import transforms # 数据预处理 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(256), transforms.CenterCrop(256), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) # 加载数据集 trainset = torchvision.datasets.CocoDetection(root='./train2017', annFile='./annotations/instances_train2017.json', transform=transform) trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=32, shuffle=True, num_workers=2) ``` 接下来,可以定义多尺度自编码网络的 encoder 和 decoder 函数: ```python import torch.nn as nn class Encoder(nn.Module): def __init__(self): super(Encoder, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 64, 3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(64, 128, 3, padding=1) self.conv3 = nn.Conv2d(128, 256, 3, padding=1) self.conv4 = nn.Conv2d(256, 512, 3, padding=1) self.conv5 = nn.Conv2d(512, 1024, 3, padding=1) self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2) def forward(self, x): x = nn.functional.relu(self.conv1(x)) x = self.pool(x) x = nn.functional.relu(self.conv2(x)) x = self.pool(x) x = nn.functional.relu(self.conv3(x)) x = self.pool(x) x = nn.functional.relu(self.conv4(x)) x = self.pool(x) x = nn.functional.relu(self.conv5(x)) return x class Decoder(nn.Module): def __init__(self): super(Decoder, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1024, 512, 3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(512, 256, 3, padding=1) self.conv3 = nn.Conv2d(256, 128, 3, padding=1) self.conv4 = nn.Conv2d(128, 64, 3, padding=1) self.conv5 = nn.Conv2d(64, 3, 3, padding=1) self.upsample = nn.Upsample(scale_factor=2, mode='nearest') def forward(self, x): x = nn.functional.relu(self.conv1(x)) x = self.upsample(x) x = nn.functional.relu(self.conv2(x)) x = self.upsample(x) x = nn.functional.relu(self.conv3(x)) x = self.upsample(x) x = nn.functional.relu(self.conv4(x)) x = self.upsample(x) x = self.conv5(x) return x ``` 接着,可以定义训练函数和测试函数: ```python import torch.optim as optim def train(encoder, decoder, criterion, optimizer, dataloader): encoder.train() decoder.train() running_loss = 0.0 for i, data in enumerate(dataloader, 0): inputs, _ = data optimizer.zero_grad() # 编码输入图像 features = encoder(inputs) # 解码特征并计算损失 outputs = decoder(features) loss = criterion(outputs, inputs) # 反向传播和优化 loss.backward() optimizer.step() # 计算损失 running_loss += loss.item() if i % 100 == 99: print('[%d, %5d] loss: %.3f' % (epoch + 1, i + 1, running_loss / 100)) running_loss = 0.0 def test(encoder, decoder, dataloader): encoder.eval() decoder.eval() with torch.no_grad(): for data in dataloader: inputs, _ = data # 编码输入图像 features = encoder(inputs) # 解码特征并计算损失 outputs = decoder(features) loss = criterion(outputs, inputs) # 显示原始图像和重构图像 imshow(torchvision.utils.make_grid(inputs)) imshow(torchvision.utils.make_grid(outputs)) ``` 最后,可以进行训练和测试: ```python # 创建网络和优化器 encoder = Encoder() decoder = Decoder() criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(list(encoder.parameters()) + list(decoder.parameters()), lr=0.001) # 训练模型 for epoch in range(10): train(encoder, decoder, criterion, optimizer, trainloader) # 保存模型 torch.save({'encoder_state_dict': encoder.state_dict(), 'decoder_state_dict': decoder.state_dict()}, 'model.pth') # 加载模型 checkpoint = torch.load('model.pth') encoder.load_state_dict(checkpoint['encoder_state_dict']) decoder.load_state_dict(checkpoint['decoder_state_dict']) # 加载可见光和红外图像 visible_image = Image.open('visible.jpg') infrared_image = Image.open('infrared.jpg') # 预处理图像 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(256), transforms.CenterCrop(256), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) visible_image = transform(visible_image).unsqueeze(0) infrared_image = transform(infrared_image).unsqueeze(0) # 编码输入图像 visible_features = encoder(visible_image) infrared_features = encoder(infrared_image) # 融合特征并解码 features = torch.cat((visible_features, infrared_features), dim=1) outputs = decoder(features) # 显示融合结果 imshow(torchvision.utils.make_grid(outputs)) ```

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