利用vgg19网络实现非实时风格迁移代码实现

利用vgg19网络实现非实时风格迁移的代码实现需要以下几步：

第一步是数据准备：需要准备两组图像数据，一组是内容图像，一组是风格图像。可以选择自己喜欢的图像作为风格图像和内容图像。

第二步是加载预训练的vgg19网络模型：可以使用PyTorch或者Keras提供的预训练的vgg19网络模型，加载模型后可以提取特征。

第三步是定义损失函数：使用预训练的vgg19网络来提取风格图像和内容图像的特征表示，并计算它们的损失。

第四步是优化迭代：使用梯度下降算法来优化损失函数，并更新内容图像的像素值，以使内容图像逐渐迁移到目标风格。

第五步是输出结果：将优化后的内容图像输出为结果图像，即实现非实时风格迁移。

具体代码实现如下（使用PyTorch示例）：

import torch
import torch.nn as nn
from torchvision import models, transforms

# 加载vgg19预训练模型
vgg = models.vgg19(pretrained=True).features

# 固定vgg19模型的参数
for param in vgg.parameters():
    param.requires_grad_(False)

# 定义内容图像和风格图像
content_image = ...
style_image = ...

# 定义损失函数
content_layers = ['conv4_2']
style_layers = ['conv1_1', 'conv2_1', 'conv3_1', 'conv4_1', 'conv5_1']

content_losses = []
style_losses = []

content_weight = 1  # 内容损失的权重
style_weight = 1000  # 风格损失的权重

content_features = {}
style_features = {}

# 提取内容图像和风格图像的特征表示
for name, layer in vgg._modules.items():
    if name in content_layers:
        target = layer(content_image)
        content_features[name] = target.detach()
    elif name in style_layers:
        target = layer(style_image)
        style_features[name] = target.detach()

# 优化迭代
input_image = content_image.clone().requires_grad_(True)
optimizer = torch.optim.Adam([input_image], lr=0.01)

num_epochs = 1000  # 迭代次数

for epoch in range(num_epochs):
    optimizer.zero_grad()

    # 提取输入图像的特征表示
    for name, layer in vgg._modules.items():
        input_image = layer(input_image)

        if name in content_layers:
            content_loss = nn.functional.mse_loss(input_image, content_features[name])
            content_losses.append(content_loss)

        elif name in style_layers:
            input_gram = gram_matrix(input_image)
            target_gram = gram_matrix(style_features[name])

            style_loss = nn.functional.mse_loss(input_gram, target_gram)

            # 计算风格损失，加权求和
            style_loss = style_loss * style_weight / input_image.numel()
            style_losses.append(style_loss)

    total_loss = content_weight * sum(content_losses) + style_weight * sum(style_losses)
    total_loss.backward()  # 反向传播，计算梯度
    optimizer.step()  # 更新像素值

    if epoch % 100 == 0:
        print(f'Epoch {epoch}: Total loss: {total_loss.item()}')

# 输出结果图像
output_image = input_image.detach()

以上代码实现了利用vgg19网络实现非实时风格迁移。请注意，这只是一个示例代码，具体实现可以根据需要进行调整和优化。