利用cyclegan实现人脸老化代码

时间: 2023-06-19 10:06:01 浏览: 32
以下是使用CycleGAN实现人脸老化的Python代码,需要使用PyTorch和OpenCV库: 首先,需要安装相关的库: ``` pip install torch torchvision opencv-python ``` 然后,我们可以定义一些参数,如图像大小、批量大小、学习率、迭代次数等。 ``` python import argparse parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument('--dataroot', type=str, default='./data', help='path to dataset') parser.add_argument('--batch_size', type=int, default=1, help='input batch size') parser.add_argument('--image_size', type=int, default=256, help='scale images to this size') parser.add_argument('--epoch', type=int, default=200, help='number of epochs to train for') parser.add_argument('--lr', type=float, default=0.0002, help='learning rate') parser.add_argument('--beta1', type=float, default=0.5, help='beta1 for adam optimizer') parser.add_argument('--ngpu', type=int, default=1, help='number of GPUs to use') opt = parser.parse_args() print(opt) ``` 接下来,我们可以定义模型。在这里,我们使用两个生成器(G_AB和G_BA)和两个判别器(D_A和D_B)来实现CycleGAN。 ``` python import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F class Generator(nn.Module): def __init__(self): super(Generator, self).__init__() self.encoder = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(64), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(64, 128, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(128), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(128, 256, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(256), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(256, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True) ) self.decoder = nn.Sequential( nn.ConvTranspose2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(512, 512, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(512, 256, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(256), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(256, 128, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(128), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(128, 64, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(64), nn.ReLU(inplace=True), nn.ConvTranspose2d(64, 3, 4, stride=2, padding=1), nn.Tanh() ) def forward(self, x): x = self.encoder(x) x = self.decoder(x) return x class Discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(Discriminator, self).__init__() self.conv = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(64), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(64, 128, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(128), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(128, 256, 4, stride=2, padding=1), nn.BatchNorm2d(256), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(256, 512, 4, stride=1, padding=1), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, 1, 4, stride=1, padding=1), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): x = self.conv(x) return x ``` 接下来,我们可以定义损失函数和优化器。 ``` python import torch.optim as optim criterion_GAN = nn.MSELoss() criterion_cycle = nn.L1Loss() criterion_identity = nn.L1Loss() G_AB = Generator() G_BA = Generator() D_A = Discriminator() D_B = Discriminator() if opt.ngpu > 0: G_AB.cuda() G_BA.cuda() D_A.cuda() D_B.cuda() criterion_GAN.cuda() criterion_cycle.cuda() criterion_identity.cuda() optimizer_G = optim.Adam( itertools.chain(G_AB.parameters(), G_BA.parameters()), lr=opt.lr, betas=(opt.beta1, 0.999) ) optimizer_D_A = optim.Adam(D_A.parameters(), lr=opt.lr, betas=(opt.beta1, 0.999)) optimizer_D_B = optim.Adam(D_B.parameters(), lr=opt.lr, betas=(opt.beta1, 0.999)) ``` 现在,我们可以加载数据集并进行训练。 ``` python import itertools import os.path import random from torch.utils.data import DataLoader from torchvision import datasets from torchvision.transforms import transforms from PIL import Image class ImageDataset(torch.utils.data.Dataset): def __init__(self, root, transform=None, mode='train'): self.transform = transform self.files_A = sorted(glob.glob(os.path.join(root, '%sA' % mode) + '/*.*')) self.files_B = sorted(glob.glob(os.path.join(root, '%sB' % mode) + '/*.*')) def __getitem__(self, index): item_A = self.transform(Image.open(self.files_A[index % len(self.files_A)])) item_B = self.transform(Image.open(self.files_B[random.randint(0, len(self.files_B) - 1)])) return {'A': item_A, 'B': item_B} def __len__(self): return max(len(self.files_A), len(self.files_B)) # Configure data loader transforms_ = [ transforms.Resize(int(opt.image_size * 1.12), Image.BICUBIC), transforms.RandomCrop(opt.image_size), transforms.RandomHorizontalFlip(), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5,0.5,0.5), (0.5,0.5,0.5)) ] dataloader = DataLoader( ImageDataset(opt.dataroot, transforms_=transforms_), batch_size=opt.batch_size, shuffle=True, num_workers=opt.num_workers ) for epoch in range(opt.epoch): for i, batch in enumerate(dataloader): real_A = batch['A'].cuda() real_B = batch['B'].cuda() # 训练生成器 G optimizer_G.zero_grad() # Identity loss same_B = G_AB(real_B) loss_identity_B = criterion_identity(same_B, real_B) * 5.0 same_A = G_BA(real_A) loss_identity_A = criterion_identity(same_A, real_A) * 5.0 # GAN loss fake_B = G_AB(real_A) pred_fake = D_B(fake_B) loss_GAN_AB = criterion_GAN(pred_fake, torch.ones_like(pred_fake)) fake_A = G_BA(real_B) pred_fake = D_A(fake_A) loss_GAN_BA = criterion_GAN(pred_fake, torch.ones_like(pred_fake)) # Cycle loss recovered_A = G_BA(fake_B) loss_cycle_ABA = criterion_cycle(recovered_A, real_A) * 10.0 recovered_B = G_AB(fake_A) loss_cycle_BAB = criterion_cycle(recovered_B, real_B) * 10.0 # Total loss loss_G = loss_identity_A + loss_identity_B + loss_GAN_AB + loss_GAN_BA + loss_cycle_ABA + loss_cycle_BAB loss_G.backward() optimizer_G.step() # 训练判别器 D_A optimizer_D_A.zero_grad() pred_real = D_A(real_A) loss_D_real = criterion_GAN(pred_real, torch.ones_like(pred_real)) pred_fake = D_A(fake_A.detach()) loss_D_fake = criterion_GAN(pred_fake, torch.zeros_like(pred_fake)) loss_D_A = (loss_D_real + loss_D_fake) * 0.5 loss_D_A.backward() optimizer_D_A.step() # 训练判别器 D_B optimizer_D_B.zero_grad() pred_real = D_B(real_B) loss_D_real = criterion_GAN(pred_real, torch.ones_like(pred_real)) pred_fake = D_B(fake_B.detach()) loss_D_fake = criterion_GAN(pred_fake, torch.zeros_like(pred_fake)) loss_D_B = (loss_D_real + loss_D_fake) * 0.5 loss_D_B.backward() optimizer_D_B.step() if i % 100 == 0: print('[%d/%d][%d/%d] Loss_G: %.4f Loss_D_A: %.4f Loss_D_B: %.4f' % (epoch, opt.epoch, i, len(dataloader), loss_G.item(), loss_D_A.item(), loss_D_B.item())) ``` 训练完成后,我们可以使用以下代码将图片传递给生成器: ``` python with torch.no_grad(): fake_B = G_AB(real_A) ``` 然后,将生成的图片保存到文件中: ``` python save_image(fake_B, 'output.png') ```

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Python 可以通过多种库和工具实现人脸识别,其中较为常用的是 OpenCV 和 DLib。下面是使用 OpenCV 实现简单人脸识别的代码: python import cv2 face_cascade = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_default.xml") # 加载人脸识别模型 cap = cv2.VideoCapture(0) # 打开摄像头 while True: ret, frame = cap.read() # 读取画面 gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 转化成灰度图像 faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, scaleFactor=1.2, minNeighbors=5, minSize=(30, 30), flags=cv2.CASCADE_SCALE_IMAGE) # 识别人脸位置 for (x, y, w, h) in faces: # 绘制检测到的人脸 cv2.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 2) cv2.imshow('Video', frame) # 显示画面 if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): # 按 Q 键退出 break cap.release() # 释放摄像头 cv2.destroyAllWindows() # 关闭窗口 在这里我们使用了 OpenCV 的视频捕捉和图像处理功能,读取摄像头实时画面后转换为灰度图像,然后使用预先训练好的人脸识别模型进行人脸检测。检测到人脸后,在图像上绘制矩形框标注出人脸的位置,展示出处理后的画面。 需要注意的是,本代码中的人脸识别模型是从 OpenCV 自带的数据集中加载的,可以根据实际需求增加或替换更好的人脸识别模型。另外,实际人脸识别应用中还需要集成更多的功能,如人脸识别的准确性和性能优化,以及人脸数据的管理和使用等。
以下是一个基本的Python代码示例,用于在PyCharm中实现人脸识别: python import cv2 import face_recognition # 加载数据集 known_face_encoding = [] known_face_name = [] # 加载本地图片并将其编码为人脸识别模型使用的格式 image = face_recognition.load_image_file("path_to_image") face_encoding = face_recognition.face_encodings(image)[0] # 将编码后的人脸特征向量添加到已知的人脸编码向量列表中 known_face_encoding.append(face_encoding) known_face_name.append("person_name") # 加载测试图像 test_image = cv2.imread("path_to_test_image") rgb_test_image = cv2.cvtColor(test_image, cv2.COLOR_BGR2RGB) # 使用人脸识别模型识别测试图像中的人脸 face_locations = face_recognition.face_locations(rgb_test_image) face_encodings = face_recognition.face_encodings(rgb_test_image, face_locations) # 遍历测试图像中的每个人脸并进行识别 for face_encoding, face_location in zip(face_encodings, face_locations): # 将测试图像中的人脸编码与已知的人脸编码进行比较,以识别人脸 matches = face_recognition.compare_faces(known_face_encoding, face_encoding) name = "Unknown" # 如果找到匹配的人脸,则将其名称设置为已知的人脸名称 if True in matches: first_match_index = matches.index(True) name = known_face_name[first_match_index] # 在测试图像中绘制人脸位置和名称 top, right, bottom, left = face_location cv2.rectangle(test_image, (left, top), (right, bottom), (0, 0, 255), 2) cv2.putText(test_image, name, (left, top - 10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 0, 255), 2) # 显示测试图像 cv2.imshow("Test Image", test_image) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() 在这个示例中,我们首先加载了一个数据集,其中包含已知的人脸图像和它们的名称。然后,我们加载了一个测试图像,使用face_recognition库进行人脸检测和编码。最后,我们使用已知的人脸编码向量与测试图像中的人脸编码向量进行比较,以识别人脸并将其名称添加到测试图像中。
好的,下面是实现人脸识别的代码: 1.引入opencv库和头文件: c++ #include <opencv2/core.hpp> #include <opencv2/highgui.hpp> #include <opencv2/imgproc.hpp> #include <opencv2/face.hpp> #include <iostream> #include <fstream> #include <sstream> #include <vector> 2.定义人脸检测器和识别器: c++ cv::CascadeClassifier face_detector("路径/haarcascade_frontalface_alt.xml"); cv::Ptr<cv::face::FaceRecognizer> face_recognizer; face_recognizer = cv::face::LBPHFaceRecognizer::create(); 3.加载训练好的模型: c++ face_recognizer->read("路径/模型名称.xml"); 4.读入测试图片: c++ cv::Mat test_image = cv::imread("路径/测试图片.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE); 5.检测人脸并进行识别: c++ std::vector<cv::Rect> faces; face_detector.detectMultiScale(test_image, faces); for (int i = 0; i < faces.size(); i++) { cv::Rect face = faces[i]; cv::Mat face_roi = test_image(face); cv::resize(face_roi, face_roi, cv::Size(100, 100)); int predicted_label = -1; double predicted_confidence = 0.0; face_recognizer->predict(face_roi, predicted_label, predicted_confidence); std::cout << "Predicted label = " << predicted_label << "\tConfidence = " << predicted_confidence << std::endl; cv::rectangle(test_image, face, cv::Scalar(255, 0, 0), 2); cv::putText(test_image, "Person " + std::to_string(predicted_label), cv::Point(face.x, face.y - 10), cv::FONT_HERSHEY_PLAIN, 1, cv::Scalar(0, 255, 0), 2); } 6.显示结果: c++ cv::imshow("Test Image", test_image); cv::waitKey(0); 希望这份代码可以帮到你。

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