使用PyTorch采用CIFAR10数据集基于卷积神经网络的图像去噪,噪声使用椒盐噪声

时间: 2023-06-14 12:06:06 浏览: 140
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基于pytorch进行图像去噪处理.zip

好的,下面是一个简单的示例代码,使用PyTorch实现基于卷积神经网络的图像去噪: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torchvision.datasets as datasets import torchvision.transforms as transforms import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 加载CIFAR10数据集 train_dataset = datasets.CIFAR10(root='./data', train=True, download=True, transform=transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ])) # 添加椒盐噪声 def add_noise(img, noise_level): noise = torch.randn(img.size()) * noise_level noisy_img = img + noise return noisy_img # 定义卷积神经网络模型 class CNN(nn.Module): def __init__(self): super(CNN, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, 3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, 3, padding=1) self.conv3 = nn.Conv2d(64, 128, 3, padding=1) self.conv4 = nn.Conv2d(128, 64, 3, padding=1) self.conv5 = nn.Conv2d(64, 32, 3, padding=1) self.conv6 = nn.Conv2d(32, 3, 3, padding=1) self.relu = nn.ReLU() self.pool = nn.MaxPool2d(2, 2) self.upsample = nn.Upsample(scale_factor=2, mode='nearest') def forward(self, x): x = self.pool(self.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(self.relu(self.conv2(x))) x = self.pool(self.relu(self.conv3(x))) x = self.relu(self.conv4(x)) x = self.upsample(self.relu(self.conv5(x))) x = self.upsample(self.relu(self.conv6(x))) return x # 训练模型 def train(model, device, train_loader, optimizer, epoch, noise_level): model.train() for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): data, target = data.to(device), target.to(device) noisy_data = add_noise(data, noise_level).to(device) optimizer.zero_grad() output = model(noisy_data) loss = nn.MSELoss()(output, data) loss.backward() optimizer.step() if batch_idx % 100 == 0: print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format( epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset), 100. * batch_idx / len(train_loader), loss.item())) # 测试模型 def test(model, device, test_loader, noise_level): model.eval() test_loss = 0 with torch.no_grad(): for data, target in test_loader: data, target = data.to(device), target.to(device) noisy_data = add_noise(data, noise_level).to(device) output = model(noisy_data) test_loss += nn.MSELoss()(output, data).item() # sum up batch loss test_loss /= len(test_loader.dataset) print('Test set: Average loss: {:.4f}\n'.format(test_loss)) return test_loss # 设置超参数 batch_size = 128 noise_level = 0.2 lr = 0.001 momentum = 0.9 epochs = 10 use_cuda = torch.cuda.is_available() device = torch.device("cuda" if use_cuda else "cpu") # 加载训练集和测试集 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=2) test_dataset = datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ])) test_loader = torch.utils.data.DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=2) # 初始化模型和优化器 model = CNN().to(device) optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=lr, momentum=momentum) # 训练模型并测试 train_loss = [] test_loss = [] for epoch in range(1, epochs + 1): train(model, device, train_loader, optimizer, epoch, noise_level) test_loss.append(test(model, device, test_loader, noise_level)) train_loss.append(train_loss) ``` 上述代码中,我们定义了一个卷积神经网络模型 `CNN`,并且定义了一个添加椒盐噪声的函数 `add_noise`。在训练过程中,我们使用 `add_noise` 函数添加椒盐噪声,并且使用均方误差作为损失函数。在测试过程中,我们同样使用 `add_noise` 函数添加椒盐噪声,并且计算测试集的均方误差。最后,我们使用随机梯度下降算法进行模型训练,并且打印训练过程中的损失值和测试集的均方误差。 注意,上述代码中的模型和超参数可能需要根据实际情况进行调整,以达到更好的去噪效果。
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