输入为11*11大小数据集用wgan生成11*11灰度图代码

时间: 2023-08-12 19:04:39 浏览: 47
下面是一个简单的WGAN-GP模型的代码示例,可以用于生成11x11大小的灰度图像。这里使用PyTorch实现。 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torchvision.transforms as transforms from torchvision.utils import save_image from torch.utils.data import DataLoader from torch.autograd import grad # 定义生成器和判别器的网络结构 class Generator(nn.Module): def __init__(self): super(Generator, self).__init__() self.fc = nn.Linear(100, 256) self.conv = nn.Sequential( nn.ConvTranspose2d(16, 8, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(8), nn.ReLU(), nn.ConvTranspose2d(8, 1, 4, stride=2, padding=1), nn.Tanh() ) def forward(self, z): x = self.fc(z) x = x.view(-1, 16, 4, 4) x = self.conv(x) return x class Discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(Discriminator, self).__init__() self.conv = nn.Sequential( nn.Conv2d(1, 8, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(8), nn.LeakyReLU(), nn.Conv2d(8, 16, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(16), nn.LeakyReLU() ) self.fc = nn.Linear(256, 1) def forward(self, x): x = self.conv(x) x = x.view(-1, 256) x = self.fc(x) return x # 定义WGAN-GP的损失函数 def wgan_gp_loss(real, fake, discriminator, device): # 计算判别器对真实图像和生成图像的输出 real_out = discriminator(real) fake_out = discriminator(fake) # 计算WGAN-GP损失 d_loss = fake_out.mean() - real_out.mean() epsilon = torch.rand(real.shape[0], 1, 1, 1).to(device) interpolated = epsilon * real + (1 - epsilon) * fake interpolated_out = discriminator(interpolated) gradients = grad(outputs=interpolated_out, inputs=interpolated, grad_outputs=torch.ones_like(interpolated_out), create_graph=True, retain_graph=True, only_inputs=True)[0] gradient_penalty = ((gradients.norm(2, dim=1) - 1) ** 2).mean() * 10 d_loss += gradient_penalty return d_loss # 设置训练参数和超参数 batch_size = 64 lr = 0.0001 z_dim = 100 n_epochs = 200 clip_value = 0.01 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') # 加载数据集 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(11), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.5], std=[0.5]) ]) dataset = DataLoader(torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=True, transform=transform, download=True), batch_size=batch_size, shuffle=True) # 初始化生成器和判别器 generator = Generator().to(device) discriminator = Discriminator().to(device) # 定义优化器 g_optimizer = optim.Adam(generator.parameters(), lr=lr, betas=(0.5, 0.999)) d_optimizer = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=lr, betas=(0.5, 0.999)) # 训练WGAN-GP模型 for epoch in range(n_epochs): for i, (real_images, _) in enumerate(dataset): real_images = real_images.to(device) # 训练判别器 for j in range(5): # 生成随机噪声 z = torch.randn(real_images.shape[0], z_dim).to(device) # 生成假图像 fake_images = generator(z) # 更新判别器 d_optimizer.zero_grad() d_loss = wgan_gp_loss(real_images, fake_images, discriminator, device) d_loss.backward() d_optimizer.step() # 截断判别器的参数 for p in discriminator.parameters(): p.data.clamp_(-clip_value, clip_value) # 训练生成器 z = torch.randn(real_images.shape[0], z_dim).to(device) fake_images = generator(z) g_optimizer.zero_grad() g_loss = -discriminator(fake_images).mean() g_loss.backward() g_optimizer.step() # 输出训练信息 if i % 100 == 0: print(f"Epoch [{epoch}/{n_epochs}] Batch [{i}/{len(dataset)}] D loss: {d_loss:.4f} | G loss: {g_loss:.4f}") # 保存生成的图像 with torch.no_grad(): z = torch.randn(1, z_dim).to(device) fake_image = generator(z).squeeze() save_image(fake_image, f"images/{epoch}.png", normalize=True) ``` 这个代码示例中,我们定义了一个生成器和一个判别器,它们分别用于生成和判别11x11的灰度图像。在训练过程中,我们使用了WGAN-GP损失函数,并使用Adam优化器对生成器和判别器进行优化。在每个epoch结束时,我们生成一个随机噪声向量,并使用生成器生成一个假图像,并将其保存为一个PNG文件。

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