ACGAN自动生成动漫头像PyTorch代码和 数据集

时间: 2024-06-09 19:04:32 浏览: 21
以下是ACGAN自动生成动漫头像的PyTorch代码和数据集: ## 数据集 我们将使用动漫头像数据集,该数据集包含10,000个大小为64x64的图像。您可以从以下链接下载数据集: https://drive.google.com/file/d/1GhK8g-hPZ7z4mC1J1l8iYJ4Qqy1aY79f/view 将下载的文件解压缩到名为“anime”的文件夹中。 ## PyTorch代码 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader from torchvision import transforms from torchvision.utils import save_image from PIL import Image import glob # 超参数 batch_size = 128 lr = 0.0002 latent_dim = 100 num_classes = 10 num_epochs = 200 # 设备 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') # 转换图像 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize((64, 64)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5,), (0.5,)) ]) # 动漫头像数据集 class AnimeDataset(Dataset): def __init__(self, root_dir, transform=None): self.root_dir = root_dir self.transform = transform self.images = glob.glob(root_dir + '/*.png') def __len__(self): return len(self.images) def __getitem__(self, idx): img_path = self.images[idx] image = Image.open(img_path) if self.transform: image = self.transform(image) return image # 生成器 class Generator(nn.Module): def __init__(self): super(Generator, self).__init__() self.label_emb = nn.Embedding(num_classes, num_classes) self.model = nn.Sequential( nn.Linear(latent_dim + num_classes, 128), nn.BatchNorm1d(128, 0.8), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(128, 256), nn.BatchNorm1d(256, 0.8), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(256, 512), nn.BatchNorm1d(512, 0.8), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(512, 1024), nn.BatchNorm1d(1024, 0.8), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(1024, 64*64*3), nn.Tanh() ) def forward(self, noise, labels): gen_input = torch.cat((self.label_emb(labels), noise), -1) img = self.model(gen_input) img = img.view(img.size(0), 3, 64, 64) return img # 判别器 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(Discriminator, self).__init__() self.label_emb = nn.Embedding(num_classes, num_classes) self.model = nn.Sequential( nn.Linear(num_classes + 64*64*3, 512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(512, 512), nn.Dropout(0.4), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(512, 512), nn.Dropout(0.4), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Linear(512, 1), nn.Sigmoid() ) def forward(self, img, labels): img = img.view(img.size(0), -1) d_in = torch.cat((img, self.label_emb(labels)), -1) validity = self.model(d_in) return validity # 损失函数 adversarial_loss = nn.BCELoss() auxiliary_loss = nn.CrossEntropyLoss() # 初始化生成器和判别器 generator = Generator().to(device) discriminator = Discriminator().to(device) # 优化器 optimizer_G = optim.Adam(generator.parameters(), lr=lr) optimizer_D = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=lr) # 动漫头像数据集 anime_data = AnimeDataset('anime', transform=transform) dataloader = DataLoader(anime_data, batch_size=batch_size, shuffle=True) # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): for i, imgs in enumerate(dataloader): # 真实图像标签为1 valid = torch.ones((imgs.size(0), 1)).to(device) # 假的图像标签为0 fake = torch.zeros((imgs.size(0), 1)).to(device) # 训练判别器 optimizer_D.zero_grad() # 真实图像损失 real_imgs = imgs.to(device) real_labels = torch.randint(0, num_classes, (imgs.size(0),)).to(device) d_loss_real = adversarial_loss(discriminator(real_imgs, real_labels), valid) # 生成器生成的图像损失 noise = torch.randn((imgs.size(0), latent_dim)).to(device) fake_labels = torch.randint(0, num_classes, (imgs.size(0),)).to(device) fake_imgs = generator(noise, fake_labels).detach() d_loss_fake = adversarial_loss(discriminator(fake_imgs, fake_labels), fake) # 总损失 d_loss = 0.5 * (d_loss_real + d_loss_fake) d_loss.backward() optimizer_D.step() # 训练生成器 optimizer_G.zero_grad() # 生成器生成的图像损失 noise = torch.randn((imgs.size(0), latent_dim)).to(device) fake_labels = torch.randint(0, num_classes, (imgs.size(0),)).to(device) fake_imgs = generator(noise, fake_labels) g_loss = adversarial_loss(discriminator(fake_imgs, fake_labels), valid) g_loss.backward() optimizer_G.step() if i % 50 == 0: print('[Epoch %d/%d] [Batch %d/%d] [D loss: %f] [G loss: %f]' % (epoch, num_epochs, i, len(dataloader), d_loss.item(), g_loss.item())) # 保存生成器的图像 if epoch % 10 == 0: save_image(fake_imgs.data[:25], 'images/%d.png' % epoch, nrow=5, normalize=True) ``` 您可以将上述代码保存为“acgan.py”文件并在命令行中运行以下命令以训练模型: ``` python acgan.py ``` 注意:训练可能需要一段时间,具体取决于您的计算机性能。您可以通过调整超参数来加速训练,例如减少批量大小或减少训练时期。同时,您还可以在训练过程中查看生成的图像,这些图像将保存在名为“images”的文件夹中。

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