ACGAN自动生成动漫头像代码PyTorch

时间: 2024-01-16 20:03:13 浏览: 33
以下是一个基于PyTorch实现的ACGAN自动生成动漫头像的代码示例: 首先,我们需要导入所需的PyTorch库和其他必要的库: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import DataLoader from torchvision import datasets, transforms import torchvision.utils as vutils import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import random ``` 然后,我们需要定义一些超参数: ```python batch_size = 64 image_size = 64 num_epochs = 100 num_classes = 10 latent_dim = 100 lr = 0.0002 beta1 = 0.5 beta2 = 0.999 ``` 接下来,我们需要定义数据加载器: ```python 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)) ]) dataset = datasets.ImageFolder(root='./data', transform=transform) dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True) ``` 然后,我们需要定义生成器和判别器模型: ```python class Generator(nn.Module): def __init__(self, latent_dim, num_classes, image_size): super(Generator, self).__init__() self.latent_dim = latent_dim self.num_classes = num_classes self.image_size = image_size self.label_emb = nn.Embedding(num_classes, latent_dim) self.model = nn.Sequential( nn.Linear(latent_dim + num_classes, 128 * (image_size // 4) ** 2), nn.BatchNorm1d(128 * (image_size // 4) ** 2), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Reshape((128, image_size // 4, image_size // 4)), nn.ConvTranspose2d(128, 64, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(64), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.ConvTranspose2d(64, 3, 4, 2, 1, bias=False), nn.Tanh() ) def forward(self, noise, labels): gen_input = torch.cat((self.label_emb(labels), noise), -1) img = self.model(gen_input) return img class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, num_classes, image_size): super(Discriminator, self).__init__() self.num_classes = num_classes self.image_size = image_size self.label_emb = nn.Embedding(num_classes, image_size ** 2) self.model = nn.Sequential( nn.Conv2d(3, 64, 4, 2, 1, bias=False), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(64, 128, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(128), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(128, 256, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(256), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(256, 512, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(512), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), nn.Conv2d(512, num_classes + 1, 4, 1, 0, bias=False), nn.Sigmoid() ) def forward(self, img, labels): d_in = img h = self.model(d_in) return h.view(-1, self.num_classes + 1) ``` 接下来,我们需要定义损失函数和优化器: ```python criterion = nn.BCELoss() dis_criterion = nn.CrossEntropyLoss() gen = Generator(latent_dim, num_classes, image_size) dis = Discriminator(num_classes, image_size) gen.cuda() dis.cuda() criterion.cuda() dis_criterion.cuda() opt_gen = optim.Adam(gen.parameters(), lr=lr, betas=(beta1, beta2)) opt_dis = optim.Adam(dis.parameters(), lr=lr, betas=(beta1, beta2)) ``` 然后,我们定义训练循环: ```python for epoch in range(num_epochs): for i, (imgs, labels) in enumerate(dataloader): batch_size = imgs.size(0) real_imgs = imgs.cuda() labels = labels.cuda() # Train Discriminator opt_dis.zero_grad() real_validity = dis(real_imgs, labels) noise = torch.randn(batch_size, latent_dim).cuda() fake_labels = torch.randint(0, num_classes, (batch_size,)).cuda() fake_imgs = gen(noise, fake_labels) fake_validity = dis(fake_imgs, fake_labels) real_loss = criterion(real_validity, torch.ones(batch_size, 1).cuda()) fake_loss = criterion(fake_validity, torch.zeros(batch_size, 1).cuda()) dis_loss = real_loss + fake_loss dis_loss.backward() opt_dis.step() # Train Generator opt_gen.zero_grad() noise = torch.randn(batch_size, latent_dim).cuda() fake_labels = torch.randint(0, num_classes, (batch_size,)).cuda() fake_imgs = gen(noise, fake_labels) validity = dis(fake_imgs, fake_labels) gen_loss = criterion(validity, torch.ones(batch_size, 1).cuda()) gen_loss.backward() opt_gen.step() if i % 100 == 0: print('[%d/%d][%d/%d] D_loss: %.4f G_loss: %.4f' % (epoch+1, num_epochs, i, len(dataloader), dis_loss.item(), gen_loss.item())) if epoch % 10 == 0: vutils.save_image(fake_imgs.detach(), './results/fake_samples_epoch_%03d.png' % epoch, normalize=True) ``` 最后,我们可以使用生成器模型生成一些新的动漫头像: ```python noise = torch.randn(64, latent_dim).cuda() labels = torch.randint(0, num_classes, (64,)).cuda() fake_imgs = gen(noise, labels) vutils.save_image(fake_imgs.detach(), './results/fake_samples_final.png', normalize=True) ``` 这样就完成了ACGAN自动生成动漫头像的代码实现。

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