写一个利用神经网络训练相机响应函数的代码

时间: 2023-12-01 11:14:48 浏览: 34
以下是一个基于PyTorch实现的相机响应函数训练代码示例: ``` python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np import cv2 class ResponseNet(nn.Module): def __init__(self): super(ResponseNet, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(256, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 64) self.fc3 = nn.Linear(64, 32) self.fc4 = nn.Linear(32, 1) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = torch.relu(self.fc2(x)) x = torch.relu(self.fc3(x)) x = self.fc4(x) return x def train_response_net(train_data, train_labels, num_epochs=100, lr=0.001): model = ResponseNet() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=lr) criterion = nn.MSELoss() train_data = torch.from_numpy(train_data).float() train_labels = torch.from_numpy(train_labels).float() for epoch in range(num_epochs): optimizer.zero_grad() outputs = model(train_data) loss = criterion(outputs, train_labels) loss.backward() optimizer.step() print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss.item())) return model def estimate_camera_response(images, exposures, model): num_images = len(images) num_samples = images[0].shape[0] * images[0].shape[1] B = np.zeros((num_images, num_samples)) for i in range(num_images): img = images[i] img = img.reshape((num_samples, 3)) B[i, :] = np.log(exposures[i])[:, np.newaxis] B[i, :] = np.tile(B[i, :], (1, 3)) img = np.log(img) img = torch.from_numpy(img).float() with torch.no_grad(): output = model(img) g = torch.exp(output) g = g.numpy() B[i, :] = B[i, :] * g lE = np.zeros(num_samples) w = np.zeros(num_samples) for i in range(num_samples): w[i] = np.sum(B[:, i] > 0) lE[i] = np.sum(B[:, i]) / np.sum(B[:, i] > 0) return np.exp(lE.reshape(images[0].shape[:2])), w # 读取多张曝光不同的图片和曝光时间 img1 = cv2.imread('img1.jpg') img2 = cv2.imread('img2.jpg') img3 = cv2.imread('img3.jpg') exposures = np.array([1.0 / 30, 1.0 / 15, 1.0 / 8]) # 构造训练数据和标签 train_data = np.vstack((img1.reshape((-1, 3)), img2.reshape((-1, 3)), img3.reshape((-1, 3)))) train_labels = np.tile(exposures, img1.shape[0] * img1.shape[1]) # 训练相机响应函数 model = train_response_net(train_data, train_labels) # 估计曝光不同的图片的相机响应函数 images = [img1, img2, img3] response, weight = estimate_camera_response(images, exposures, model) # 将响应函数应用到待处理图片 img = cv2.imread('img.jpg') img = np.float32(img) / 255.0 img = np.clip(img, 1e-6, 1 - 1e-6) lW = weight * np.log(img) lW = np.sum(lW, axis=1) / np.sum(weight) lW = np.reshape(lW, img.shape[:2]) imgHDR = np.exp(lW - response) imgHDR = imgHDR / np.max(imgHDR) cv2.imwrite('imgHDR.jpg', np.uint8(imgHDR * 255)) ``` 这段代码实现了一个简单的全连接神经网络,用于训练相机响应函数。训练数据由多张曝光不同的图片组成,每张图片的像素值作为一个样本,曝光时间作为标签。训练完成后,可以使用训练好的模型估计新图片的相机响应函数,进而生成HDR图像。

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