ACGAN自动生成动漫头像PyTorch 代码

时间: 2024-05-04 18:20:24 浏览: 11
以下是基于 PyTorch 的 ACGAN 自动生成动漫头像的代码: ```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 torchvision.datasets import ImageFolder from tqdm import tqdm # 定义超参数 num_epochs = 200 batch_size = 64 learning_rate = 0.0002 latent_size = 100 num_classes = 10 image_size = 64 # 加载数据集 dataset = ImageFolder(root='./data', transform=transforms.Compose([ transforms.Resize(image_size), transforms.CenterCrop(image_size), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ])) dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) # 定义生成器模型 class Generator(nn.Module): def __init__(self): super(Generator, self).__init__() self.label_emb = nn.Embedding(num_classes, num_classes) self.model = nn.Sequential( nn.ConvTranspose2d(latent_size + num_classes, 512, kernel_size=4, stride=1, padding=0, bias=False), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(512, 256, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(256), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(256, 128, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(128), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(128, 64, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(64), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(64, 3, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.Tanh() ) def forward(self, noise, labels): gen_input = torch.cat((self.label_emb(labels), noise), -1) gen_input = gen_input.view(gen_input.size(0), gen_input.size(1), 1, 1) img = self.model(gen_input) return img # 定义判别器模型 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(Discriminator, self).__init__() self.label_emb = nn.Embedding(num_classes, num_classes) self.model = nn.Sequential( nn.Conv2d(3 + num_classes, 64, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(64), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(128), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(256), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(256, 512, kernel_size=4, stride=2, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, 1, kernel_size=4, stride=1, padding=0, bias=False), nn.Sigmoid() ) def forward(self, img, labels): dis_input = torch.cat((img, self.label_emb(labels)), -1) output = self.model(dis_input) return output.view(-1, 1).squeeze(1) # 初始化模型和优化器 generator = Generator() discriminator = Discriminator() generator.cuda() discriminator.cuda() adversarial_loss = nn.BCELoss() categorical_loss = nn.CrossEntropyLoss() optimizer_G = optim.Adam(generator.parameters(), lr=learning_rate, betas=(0.5, 0.999)) optimizer_D = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=learning_rate, betas=(0.5, 0.999)) # 训练模型 for epoch in range(num_epochs): for i, (images, labels) in tqdm(enumerate(dataloader)): # 训练判别器 discriminator.zero_grad() real_images = images.cuda() real_labels = labels.cuda() batch_size = real_images.size(0) real_outputs = discriminator(real_images, real_labels) real_loss = adversarial_loss(real_outputs, torch.ones(batch_size).cuda()) real_loss.backward() noise = torch.randn(batch_size, latent_size).cuda() fake_labels = torch.randint(0, num_classes, (batch_size,)).cuda() fake_images = generator(noise, fake_labels) fake_outputs = discriminator(fake_images.detach(), fake_labels) fake_loss = adversarial_loss(fake_outputs, torch.zeros(batch_size).cuda()) fake_loss.backward() d_loss = real_loss + fake_loss optimizer_D.step() # 训练生成器 generator.zero_grad() noise = torch.randn(batch_size, latent_size).cuda() fake_labels = torch.randint(0, num_classes, (batch_size,)).cuda() fake_images = generator(noise, fake_labels) outputs = discriminator(fake_images, fake_labels) g_loss = adversarial_loss(outputs, torch.ones(batch_size).cuda()) g_loss.backward() optimizer_G.step() if (i+1) % 100 == 0: print('Epoch [{}/{}], Step [{}/{}], D_loss: {:.4f}, G_loss: {:.4f}' .format(epoch+1, num_epochs, i+1, len(dataloader), d_loss.item(), g_loss.item())) # 保存生成的图片 with torch.no_grad(): noise = torch.randn(10, latent_size).cuda() labels = torch.arange(0, 10).unsqueeze(1).cuda() fake_images = generator(noise, labels).detach().cpu() save_image(fake_images, './generated_images_{}.png'.format(epoch+1), nrow=10, normalize=True) # 保存模型 torch.save(generator.state_dict(), 'generator.pth') torch.save(discriminator.state_dict(), 'discriminator.pth') ``` 在这个代码中,我们使用了 PyTorch 的 nn.Module 和 nn.Sequential 构建了生成器和判别器模型。同时,我们使用了 DataLoader 加载了动漫头像数据集,并定义了超参数和优化器。最后,我们使用 for 循环进行模型的训练,并保存了生成的图片和模型。

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