定义一个生成器与判别器训练循环,要求计算生成器损失、判别器损失以及重建损失
时间: 2024-01-31 14:02:11 浏览: 33
生成器和判别器是GAN(Generative Adversarial Networks,生成式对抗网络)中的两个主要组件。GAN的目标是使生成器能够生成与真实数据相似的数据,同时让判别器能够区分真实数据和生成器产生的“假”数据。
生成器和判别器的训练过程是一个循环,它们分别参与以下两个过程:
1. 生成器学习:生成器输入一些随机噪音,并生成一些数据,判别器尝试区分这些“假”的数据与真实数据。生成器的目标是应对判别器的错误判断而产生越来越逼真的数据。生成器的损失被定义为生成器输出的数据被判别器判断为“真”的概率的自然对数值的负数。
2. 判别器学习:判别器输入一些真实数据和生成器生成的“假”数据,然后尝试将它们区分开。判别器的目标是正确地划分这些数据。判别器的损失被定义为真实数据被判别器判断为“真”的概率和生成器生成的“假”数据被判别器判断为“假”的概率自然对数值的负数之和。
重建损失是指在GAN训练时,生成器在输入真实数据时能否输出与真实数据相似的数据,也叫做 autoencoder loss。重建损失可以用来培训生成器,使之产生更加真实的数据。
以下是一个生成器与判别器训练循环的代码示例:
```
g_optimizer = torch.optim.Adam(generator.parameters(), lr=0.0002, betas=(0.5, 0.999))
d_optimizer = torch.optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=0.0002, betas=(0.5, 0.999))
for epoch in range(num_epochs):
for i, (real_images, _) in enumerate(data_loader):
if i == len(data_loader) - 1:
break
real_images = real_images.to(device)
# 训练判别器
d_optimizer.zero_grad()
d_real_loss = torch.mean(torch.nn.functional.binary_cross_entropy_with_logits(discriminator(real_images),
torch.ones(len(real_images)).to(device)))
z = torch.randn(len(real_images), latent_size).to(device)
fake_images = generator(z)
d_fake_loss = torch.mean(torch.nn.functional.binary_cross_entropy_with_logits(discriminator(fake_images.detach()),
torch.zeros(len(real_images)).to(device)))
d_loss = d_real_loss + d_fake_loss
d_loss.backward()
d_optimizer.step()
# 训练生成器
g_optimizer.zero_grad()
z = torch.randn(len(real_images), latent_size).to(device)
fake_images = generator(z)
g_loss = torch.mean(torch.nn.functional.binary_cross_entropy_with_logits(discriminator(fake_images),
torch.ones(len(real_images)).to(device)))
g_loss.backward()
g_optimizer.step()
```
此处示例代码实现了一个普通的GAN,通过交替优化生成器和判别器,可以使得生成器不断改进,生成越来越逼真的数据。具体实现还需要根据实际情况进行调整。