gan torch实现

时间: 2023-08-15 14:28:32 浏览: 53
GAN (Generative Adversarial Network) 是一种常用的生成模型,可以用来生成与训练数据类似的样本。下面是使用 PyTorch 实现 GAN 的示例代码: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms from torch.utils.data import DataLoader import matplotlib.pyplot as plt # 定义生成器模型 class Generator(nn.Module): def __init__(self, input_dim=100, output_dim=784): super(Generator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_dim, 256) self.fc2 = nn.Linear(256, 512) self.fc3 = nn.Linear(512, 1024) self.fc4 = nn.Linear(1024, output_dim) self.relu = nn.ReLU() self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x): x = self.relu(self.fc1(x)) x = self.relu(self.fc2(x)) x = self.relu(self.fc3(x)) x = self.sigmoid(self.fc4(x)) return x # 定义判别器模型 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, input_dim=784, output_dim=1): super(Discriminator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_dim, 1024) self.fc2 = nn.Linear(1024, 512) self.fc3 = nn.Linear(512, 256) self.fc4 = nn.Linear(256, output_dim) self.relu = nn.ReLU() self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x): x = self.relu(self.fc1(x)) x = self.relu(self.fc2(x)) x = self.relu(self.fc3(x)) x = self.sigmoid(self.fc4(x)) return x # 定义训练函数 def train(disc_model, gen_model, disc_optimizer, gen_optimizer, criterion, dataloader, device): disc_model.train() gen_model.train() for batch_idx, (real_data, _) in enumerate(dataloader): real_data = real_data.to(device) batch_size = real_data.size(0) # 训练判别器 disc_optimizer.zero_grad() # 真实数据 real_output = disc_model(real_data) real_target = torch.ones(batch_size, 1).to(device) real_loss = criterion(real_output, real_target) # 生成数据 z = torch.randn(batch_size, 100).to(device) fake_data = gen_model(z) fake_output = disc_model(fake_data.detach()) fake_target = torch.zeros(batch_size, 1).to(device) fake_loss = criterion(fake_output, fake_target) # 计算总的损失 disc_loss = real_loss + fake_loss disc_loss.backward() disc_optimizer.step() # 训练生成器 gen_optimizer.zero_grad() z = torch.randn(batch_size, 100).to(device) fake_data = gen_model(z) fake_output = disc_model(fake_data) gen_target = torch.ones(batch_size, 1).to(device) gen_loss = criterion(fake_output, gen_target) gen_loss.backward() gen_optimizer.step() # 定义测试函数 def test(gen_model, device): gen_model.eval() z = torch.randn(64, 100).to(device) fake_data = gen_model(z) fake_data = fake_data.view(64, 1, 28, 28) plt.figure(figsize=(8, 8)) for i in range(64): plt.subplot(8, 8, i+1) plt.imshow(fake_data[i].cpu().detach().numpy().squeeze(), cmap='gray') plt.axis('off') plt.show() # 定义训练参数 device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") batch_size = 128 lr = 0.0002 num_epoch = 20 input_dim = 100 output_dim = 784 # 加载 MNIST 数据 transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5,), (0.5,))]) train_dataset = datasets.MNIST(root='./data', train=True, transform=transform, download=True) train_dataloader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) # 实例化模型和优化器 disc_model = Discriminator().to(device) gen_model = Generator().to(device) disc_optimizer = optim.Adam(disc_model.parameters(), lr=lr) gen_optimizer = optim.Adam(gen_model.parameters(), lr=lr) criterion = nn.BCELoss() # 训练模型 for epoch in range(num_epoch): train(disc_model, gen_model, disc_optimizer, gen_optimizer, criterion, train_dataloader, device) print('Epoch {} finished.'.format(epoch+1)) # 测试模型 test(gen_model, device) ``` 以上代码实现了一个简单的 GAN 模型,使用了 PyTorch 框架和 MNIST 数据集。具体实现过程可以参考代码中的注释和 PyTorch 官方文档。

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