ACGAN生成对抗网络训练Pytorch代码 生成指定数字手写数字图片

时间: 2023-05-11 11:02:33 浏览: 116
以下是一个简单的 ACGAN 生成对抗网络的 PyTorch 代码,用于生成指定数字的手写数字图片: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms from torch.utils.data import DataLoader from torch.autograd import Variable import numpy as np # 定义生成器网络 class Generator(nn.Module): def __init__(self, z_dim=100, num_classes=10): super(Generator, self).__init__() self.z_dim = z_dim self.num_classes = num_classes self.fc1 = nn.Linear(z_dim + num_classes, 256) self.fc2 = nn.Linear(256, 512) self.fc3 = nn.Linear(512, 1024) self.fc4 = nn.Linear(1024, 28*28) self.relu = nn.ReLU() self.tanh = nn.Tanh() def forward(self, z, labels): inputs = torch.cat([z, labels], dim=1) x = self.relu(self.fc1(inputs)) x = self.relu(self.fc2(x)) x = self.relu(self.fc3(x)) x = self.tanh(self.fc4(x)) return x.view(-1, 1, 28, 28) # 定义判别器网络 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, num_classes=10): super(Discriminator, self).__init__() self.num_classes = num_classes self.conv1 = nn.Conv2d(1, 64, kernel_size=4, stride=2, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=4, stride=2, padding=1) self.fc1 = nn.Linear(128*7*7 + num_classes, 1024) self.fc2 = nn.Linear(1024, 1) self.leaky_relu = nn.LeakyReLU(0.2) self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x, labels): x = self.leaky_relu(self.conv1(x)) x = self.leaky_relu(self.conv2(x)) x = x.view(-1, 128*7*7) inputs = torch.cat([x, labels], dim=1) x = self.leaky_relu(self.fc1(inputs)) x = self.sigmoid(self.fc2(x)) return x # 定义训练函数 def train(generator, discriminator, dataloader, num_epochs=200, z_dim=100, num_classes=10, lr=0.0002, beta1=0.5, beta2=0.999): criterion = nn.BCELoss() g_optimizer = optim.Adam(generator.parameters(), lr=lr, betas=(beta1, beta2)) d_optimizer = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=lr, betas=(beta1, beta2)) for epoch in range(num_epochs): for i, (images, labels) in enumerate(dataloader): batch_size = images.size(0) images = Variable(images) labels = Variable(labels) # 训练判别器 d_optimizer.zero_grad() real_labels = Variable(torch.ones(batch_size)) fake_labels = Variable(torch.zeros(batch_size)) # 训练判别器使用真实图片 real_outputs = discriminator(images, labels) d_loss_real = criterion(real_outputs, real_labels) # 训练判别器使用生成器生成的假图片 z = Variable(torch.randn(batch_size, z_dim)) fake_labels = Variable(torch.LongTensor(np.random.randint(0, num_classes, batch_size))) fake_images = generator(z, fake_labels) fake_outputs = discriminator(fake_images, fake_labels) d_loss_fake = criterion(fake_outputs, fake_labels) d_loss = d_loss_real + d_loss_fake d_loss.backward() d_optimizer.step() # 训练生成器 g_optimizer.zero_grad() z = Variable(torch.randn(batch_size, z_dim)) fake_labels = Variable(torch.LongTensor(np.random.randint(0, num_classes, batch_size))) fake_images = generator(z, fake_labels) fake_outputs = discriminator(fake_images, fake_labels) g_loss = criterion(fake_outputs, real_labels) g_loss.backward() g_optimizer.step() if (i+1) % 100 == 0: print('Epoch [%d/%d], Step [%d/%d], d_loss: %.4f, g_loss: %.4f' % (epoch+1, num_epochs, i+1, len(dataloader), d_loss.data[0], g_loss.data[0])) # 加载 MNIST 数据集 transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=(0.5,), std=(0.5,)) ]) train_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=True, transform=transform, download=True) train_dataloader = DataLoader(train_dataset, batch_size=128, shuffle=True) # 定义模型和训练 generator = Generator() discriminator = Discriminator() train(generator, discriminator, train_dataloader) ``` 这个代码可以生成指定数字的手写数字图片,你可以在 `train` 函数中指定要生成的数字,例如: ```python z = Variable(torch.randn(10, 100)) labels = Variable(torch.LongTensor([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])) images = generator(z, labels) ``` 这将生成 0 到 9 的 10 个手写数字图片。

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