基于pytorch的输入1111(一通道灰度图像)的图片数据集文件夹,用gan生成扩充数据集,并保存模型和生成的图片,后加载模型使生成不同的1111大小的图像,代码

时间: 2024-03-16 21:42:18 浏览: 127
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python扩充图片数据集

好的,你的问题是如何用基于 PyTorch 的 GAN 生成 1111 大小的灰度图片数据集,并保存模型和生成的图片,以及如何加载模型生成不同的 1111 大小的图像。下面是代码实现: ```python import os import torch import torchvision import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms from torch.utils.data import DataLoader from torch.autograd import Variable # 定义生成器和判别器网络 class Generator(nn.Module): def __init__(self, input_size, num_channels, output_size): super(Generator, self).__init__() self.input_size = input_size self.num_channels = num_channels self.output_size = output_size self.fc1 = nn.Linear(input_size, 256) self.fc2 = nn.Linear(256, 512) self.fc3 = nn.Linear(512, 1024) self.fc4 = nn.Linear(1024, output_size * output_size * num_channels) self.relu = nn.ReLU() self.tanh = nn.Tanh() self.bn1 = nn.BatchNorm1d(256) self.bn2 = nn.BatchNorm1d(512) self.bn3 = nn.BatchNorm1d(1024) def forward(self, x): x = self.fc1(x) x = self.bn1(x) x = self.relu(x) x = self.fc2(x) x = self.bn2(x) x = self.relu(x) x = self.fc3(x) x = self.bn3(x) x = self.relu(x) x = self.fc4(x) x = self.tanh(x) x = x.view(-1, self.num_channels, self.output_size, self.output_size) return x class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, input_size, num_channels, output_size): super(Discriminator, self).__init__() self.input_size = input_size self.num_channels = num_channels self.output_size = output_size self.conv1 = nn.Conv2d(num_channels, 64, 4, 2, 1) self.conv2 = nn.Conv2d(64, 128, 4, 2, 1) self.conv3 = nn.Conv2d(128, 256, 4, 2, 1) self.conv4 = nn.Conv2d(256, 1, 4, 1, 0) self.relu = nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True) self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x): x = self.conv1(x) x = self.relu(x) x = self.conv2(x) x = self.relu(x) x = self.conv3(x) x = self.relu(x) x = self.conv4(x) x = self.sigmoid(x) x = x.view(-1, 1) return x # 定义超参数 batch_size = 128 num_epochs = 100 learning_rate = 0.0002 betas = (0.5, 0.999) # 定义数据集和数据加载器 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(64), transforms.CenterCrop(64), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.5], std=[0.5]) ]) train_dataset = datasets.ImageFolder('data', transform=transform) train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) # 定义生成器和判别器 generator = Generator(input_size=100, num_channels=1, output_size=64) discriminator = Discriminator(input_size=64, num_channels=1, output_size=1) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.BCELoss() optimizer_g = optim.Adam(generator.parameters(), lr=learning_rate, betas=betas) optimizer_d = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=learning_rate, betas=betas) # 定义训练函数 def train(num_epochs, generator, discriminator, optimizer_g, optimizer_d, train_loader): for epoch in range(num_epochs): for i, (images, _) in enumerate(train_loader): # 定义标签 real_labels = Variable(torch.ones(images.size(0))) fake_labels = Variable(torch.zeros(images.size(0))) # 训练判别器 discriminator.zero_grad() outputs = discriminator(images) real_loss = criterion(outputs, real_labels) real_score = outputs z = Variable(torch.randn(images.size(0), 100)) fake_images = generator(z) outputs = discriminator(fake_images) fake_loss = criterion(outputs, fake_labels) fake_score = outputs d_loss = real_loss + fake_loss d_loss.backward() optimizer_d.step() # 训练生成器 generator.zero_grad() z = Variable(torch.randn(images.size(0), 100)) fake_images = generator(z) outputs = discriminator(fake_images) g_loss = criterion(outputs, real_labels) g_loss.backward() optimizer_g.step() # 打印损失 if (i+1) % 100 == 0: print("Epoch [{}/{}], Step [{}/{}], d_loss: {:.4f}, g_loss: {:.4f}, D(x): {:.2f}, D(G(z)): {:.2f}" .format(epoch+1, num_epochs, i+1, len(train_loader), d_loss.item(), g_loss.item(), real_score.mean().item(), fake_score.mean().item())) # 保存模型和生成的图片 if (epoch+1) % 10 == 0: if not os.path.exists('models'): os.makedirs('models') if not os.path.exists('results'): os.makedirs('results') torch.save(generator.state_dict(), 'models/generator-{}.ckpt'.format(epoch+1)) z = Variable(torch.randn(64, 100)) generator.eval() fake_images = generator(z) torchvision.utils.save_image(fake_images.data, 'results/fake_images-{}.png'.format(epoch+1), nrow=8, normalize=True) generator.train() # 训练模型 train(num_epochs, generator, discriminator, optimizer_g, optimizer_d, train_loader) # 加载模型并生成图片 def generate_images(generator, model_path, image_size): generator.load_state_dict(torch.load(model_path)) generator.eval() z = Variable(torch.randn(64, 100)) fake_images = generator(z) torchvision.utils.save_image(fake_images.data, 'results/generated_images.png', nrow=8, normalize=True) generator.train() generate_images(generator, 'models/generator-100.ckpt', 1111) ``` 以上代码实现了一个基于 PyTorch 的 GAN,可以用来生成 64x64 的灰度图片数据集。其中,`Generator` 和 `Discriminator` 分别是生成器和判别器网络,`train` 函数是训练函数,`generate_images` 函数是用来加载模型并生成图片的函数。在 `train` 函数中,我们先训练判别器,然后训练生成器,最后保存模型和生成的图片。在 `generate_images` 函数中,我们加载训练好的模型,并生成 64x64 的灰度图片数据集。 如果要生成不同大小的灰度图片数据集,只需要更改生成器和判别器的输入大小,并修改 `generate_images` 函数中的 `z` 大小和保存的文件名即可。
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