基于pytorch的输入为一通道 11*11大小的灰度图像文件夹,用LSTM-GAN来扩充数据集的代码

时间: 2024-03-09 17:44:39 浏览: 77
以下是一个基于PyTorch的LSTM-GAN模型,用于扩充灰度图像数据集文件夹中的所有图像。这个模型可以生成11*11大小的灰度图像。 ```python import torch import torch.nn as nn import numpy as np import os import cv2 # 定义LSTM-GAN模型 class LSTM_GAN(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(LSTM_GAN, self).__init__() # 定义LSTM层 self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size) # 定义生成器 self.generator = nn.Sequential( nn.Linear(hidden_size, 128), nn.ReLU(), nn.Linear(128, output_size), nn.Tanh() ) # 定义判别器 self.discriminator = nn.Sequential( nn.Linear(output_size, 128), nn.ReLU(), nn.Linear(128, 1), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): # 通过LSTM层获取隐藏状态 _, (hidden, _) = self.lstm(x) # 生成新的样本 generated = self.generator(hidden[-1]) # 判别新的样本 score = self.discriminator(generated) return generated, score # 加载数据集 def load_data(path): data = [] for filename in os.listdir(path): img = cv2.imread(os.path.join(path, filename), cv2.IMREAD_GRAYSCALE) img = cv2.resize(img, (11, 11)) data.append(img.flatten()) return np.array(data) # 定义训练函数 def train_lstm_gan(model, data, num_epochs=1000, batch_size=64, learning_rate=0.001): optimizer_g = torch.optim.Adam(model.generator.parameters(), lr=learning_rate) optimizer_d = torch.optim.Adam(model.discriminator.parameters(), lr=learning_rate) criterion = nn.BCELoss() for epoch in range(num_epochs): # 训练判别器 for i in range(batch_size): real_data = data[np.random.randint(0, len(data))] real_data = torch.from_numpy(real_data).float().view(1, 1, -1) fake_data = model.generator(torch.randn(1, model.lstm.hidden_size)) optimizer_d.zero_grad() real_score = model.discriminator(real_data) fake_score = model.discriminator(fake_data) real_loss = criterion(real_score, torch.ones_like(real_score)) fake_loss = criterion(fake_score, torch.zeros_like(fake_score)) loss_d = real_loss + fake_loss loss_d.backward() optimizer_d.step() # 训练生成器 for i in range(batch_size): fake_data = model.generator(torch.randn(1, model.lstm.hidden_size)) optimizer_g.zero_grad() fake_score = model.discriminator(fake_data) loss_g = criterion(fake_score, torch.ones_like(fake_score)) loss_g.backward() optimizer_g.step() # 输出损失 if epoch % 100 == 0: print('Epoch [{}/{}], Loss_G: {:.4f}, Loss_D: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss_g.item(), loss_d.item())) # 定义生成函数 def generate_images(model, num_images=100, save_path='generated'): if not os.path.exists(save_path): os.makedirs(save_path) for i in range(num_images): sample = model.generator(torch.randn(1, model.lstm.hidden_size)) img = sample.detach().numpy().reshape(11, 11) * 255 img = np.uint8(img) cv2.imwrite(os.path.join(save_path, f'{i}.png'), img) # 加载数据集 data_path = 'data' data = load_data(data_path) # 定义模型 model = LSTM_GAN(11, 64, 11) # 训练模型 train_lstm_gan(model, data, num_epochs=5000, batch_size=64, learning_rate=0.001) # 生成新的样本 generate_images(model, num_images=100, save_path='generated') ``` 需要注意的是,这个模型的训练需要很长的时间和大量的数据,因此建议使用GPU进行训练。同时,模型的超参数也需要进行调整以获得最佳的生成效果。生成的图像会保存在`save_path`指定的文件夹中。
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