python实现彩色图像超分辨率算法

时间: 2023-07-26 15:13:13 浏览: 55
彩色图像超分辨率可以通过使用深度学习模型来实现。以下是一个使用Python和PyTorch实现的超分辨率算法的示例代码: ```python import numpy as np import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader from torchvision import transforms from PIL import Image # 定义超分辨率模型 class SuperResolutionModel(nn.Module): def __init__(self, upscale_factor): super(SuperResolutionModel, self).__init__() self.upscale_factor = upscale_factor self.features = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=9, padding=4), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(64, 32, kernel_size=1), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(32, 3 * (upscale_factor ** 2), kernel_size=5, padding=2), nn.PixelShuffle(upscale_factor) ) def forward(self, x): x = self.features(x) return x # 定义数据集和数据预处理 class ImageDataset(Dataset): def __init__(self, file_list, upscale_factor): self.file_list = file_list self.transforms = transforms.Compose([ transforms.Resize((256, 256)), transforms.RandomCrop(224), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.ToTensor() ]) self.upscale_factor = upscale_factor def __len__(self): return len(self.file_list) def __getitem__(self, idx): image = Image.open(self.file_list[idx]) lr_image = self.transforms(image) hr_width, hr_height = lr_image.size[0] * self.upscale_factor, lr_image.size[1] * self.upscale_factor hr_image = image.resize((hr_width, hr_height)) hr_image = self.transforms(hr_image) return lr_image, hr_image # 训练模型 def train_model(model, data_loader, criterion, optimizer, num_epochs): for epoch in range(num_epochs): running_loss = 0.0 for inputs, targets in data_loader: optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, targets) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() * inputs.size(0) epoch_loss = running_loss / len(data_loader.dataset) print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, epoch_loss)) # 测试模型 def test_model(model, data_loader): psnr = 0.0 for inputs, targets in data_loader: outputs = model(inputs) mse_loss = nn.MSELoss()(outputs, targets) psnr += 10 * torch.log10(1 / mse_loss) avg_psnr = psnr / len(data_loader.dataset) print('Average PSNR: {:.2f} dB'.format(avg_psnr)) # 训练和测试数据集路径 train_file_list = ['image1.jpg', 'image2.jpg', 'image3.jpg', ...] test_file_list = ['image4.jpg', 'image5.jpg', 'image6.jpg', ...] # 定义超参数 batch_size = 16 num_epochs = 10 learning_rate = 0.001 upscale_factor = 2 # 定义数据集和数据加载器 train_dataset = ImageDataset(train_file_list, upscale_factor) test_dataset = ImageDataset(test_file_list, upscale_factor) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=1, shuffle=False) # 初始化模型、损失函数和优化器 model = SuperResolutionModel(upscale_factor) criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate) # 训练模型 train_model(model, train_loader, criterion, optimizer, num_epochs) # 测试模型 test_model(model, test_loader) ``` 这段代码实现了一个基于深度学习的彩色图像超分辨率算法,通过训练数据集和测试数据集来评估模型的性能,并输出平均PSNR值作为评价指标。需要注意的是,这只是一个简单的示例代码,实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。

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