基于pytorch的LSTM-GAN读取11*11灰度图像文件夹并保存模型,后加载模型,生成的每个不同图像保存 代码实现

时间: 2024-03-10 12:46:46 浏览: 29
好的,以下是代码实现: 1. 读取11*11灰度图像文件夹 ```python import os from PIL import Image import numpy as np def load_data(data_dir): data = [] for filename in os.listdir(data_dir): if filename.endswith('.jpg'): img = Image.open(os.path.join(data_dir, filename)).convert('L') img = img.resize((11, 11), Image.ANTIALIAS) img_data = np.asarray(img, dtype=np.uint8) img_data = img_data / 255.0 # 归一化到[0,1]之间 data.append(img_data) return np.array(data) ``` 2. 定义LSTM-GAN模型 ```python import torch import torch.nn as nn class Generator(nn.Module): def __init__(self, hidden_size, output_size): super(Generator, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size self.lstm = nn.LSTMCell(output_size, hidden_size) self.fc = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x, hidden): h, c = self.lstm(x, hidden) x = self.fc(h) return x, (h, c) class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size): super(Discriminator, self).__init__() self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.lstm = nn.LSTMCell(input_size, hidden_size) self.fc = nn.Linear(hidden_size, 1) def forward(self, x, hidden): h, c = self.lstm(x, hidden) x = self.fc(h) return x, (h, c) ``` 3. 训练LSTM-GAN模型并保存 ```python import torch.optim as optim # 加载数据 data_dir = './data' data = load_data(data_dir) # 定义超参数 input_size = 1 hidden_size = 32 output_size = 121 batch_size = 64 num_epochs = 100 lr = 0.001 # 定义模型 generator = Generator(hidden_size, output_size) discriminator = Discriminator(input_size, hidden_size) # 定义优化器和损失函数 g_optimizer = optim.Adam(generator.parameters(), lr=lr) d_optimizer = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=lr) criterion = nn.BCEWithLogitsLoss() # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): for i in range(0, data.shape[0] - batch_size, batch_size): # 生成fake样本 z = torch.randn(batch_size, hidden_size) fake_imgs = [] hidden = (torch.zeros(batch_size, hidden_size), torch.zeros(batch_size, hidden_size)) for j in range(output_size): x, hidden = generator(z, hidden) fake_imgs.append(x) fake_imgs = torch.stack(fake_imgs, dim=1) # 训练判别器 real_imgs = torch.from_numpy(data[i:i+batch_size]).float().unsqueeze(1) real_labels = torch.ones(batch_size, 1) fake_labels = torch.zeros(batch_size, 1) d_optimizer.zero_grad() real_logits, _ = discriminator(real_imgs, hidden) d_loss_real = criterion(real_logits, real_labels) fake_logits, _ = discriminator(fake_imgs.detach(), hidden) d_loss_fake = criterion(fake_logits, fake_labels) d_loss = d_loss_real + d_loss_fake d_loss.backward() d_optimizer.step() # 训练生成器 g_optimizer.zero_grad() z = torch.randn(batch_size, hidden_size) fake_imgs = [] hidden = (torch.zeros(batch_size, hidden_size), torch.zeros(batch_size, hidden_size)) for j in range(output_size): x, hidden = generator(z, hidden) fake_imgs.append(x) fake_imgs = torch.stack(fake_imgs, dim=1) fake_logits, _ = discriminator(fake_imgs, hidden) g_loss = criterion(fake_logits, real_labels) g_loss.backward() g_optimizer.step() print('Epoch [{}/{}], d_loss: {:.4f}, g_loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, d_loss.item(), g_loss.item())) # 保存模型 torch.save(generator.state_dict(), 'generator.pth') ``` 4. 加载模型并生成不同图像 ```python import matplotlib.pyplot as plt # 加载模型 generator = Generator(hidden_size, output_size) generator.load_state_dict(torch.load('generator.pth')) # 生成不同图像 n_samples = 10 z = torch.randn(n_samples, hidden_size) samples = [] hidden = (torch.zeros(n_samples, hidden_size), torch.zeros(n_samples, hidden_size)) for i in range(output_size): x, hidden = generator(z, hidden) samples.append(x.detach().numpy()) samples = np.stack(samples, axis=1) # 显示图像 fig, axes = plt.subplots(nrows=n_samples, ncols=1, figsize=(10, 10)) for i, ax in enumerate(axes): ax.imshow(samples[i].reshape(11, 11), cmap='gray') plt.show() ``` 希望能够帮助到你!

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