ACGAN自动生成动漫头像PyTorch代码和 数据集

时间: 2024-05-14 14:18:12 浏览: 159
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基于ACGAN-动漫头像自动生成系统

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以下是ACGAN自动生成动漫头像的PyTorch代码和数据集。 数据集:Anime Face Dataset 代码: ``` import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.utils.data import torchvision.datasets as dset import torchvision.transforms as transforms from torchvision.utils import save_image # Set random seed for reproducibility manual_seed = 999 torch.manual_seed(manual_seed) # Root directory for dataset dataroot = "path/to/dataset" # Number of workers for dataloader workers = 2 # Batch size during training batch_size = 128 # Spatial size of training images. All images will be resized to this # size using a transformer. image_size = 64 # Number of channels in the training images. For color images this is 3 nc = 3 # Size of z latent vector (i.e. size of generator input) nz = 100 # Size of feature maps in generator ngf = 64 # Size of feature maps in discriminator ndf = 64 # Number of training epochs num_epochs = 50 # Learning rate for optimizers lr = 0.0002 # Beta1 hyperparam for Adam optimizers beta1 = 0.5 # Number of GPUs available. Use 0 for CPU mode. ngpu = 1 # Create the dataset dataset = dset.ImageFolder(root=dataroot, 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)), ])) # Create the dataloader dataloader = torch.utils.data.DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True, num_workers=workers) # Create the generator class Generator(nn.Module): def __init__(self, ngpu): super(Generator, self).__init__() self.ngpu = ngpu self.main = nn.Sequential( # input is Z, going into a convolution nn.ConvTranspose2d(nz, ngf * 8, 4, 1, 0, bias=False), nn.BatchNorm2d(ngf * 8), nn.ReLU(True), # state size. (ngf*8) x 4 x 4 nn.ConvTranspose2d(ngf * 8, ngf * 4, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(ngf * 4), nn.ReLU(True), # state size. (ngf*4) x 8 x 8 nn.ConvTranspose2d(ngf * 4, ngf * 2, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(ngf * 2), nn.ReLU(True), # state size. (ngf*2) x 16 x 16 nn.ConvTranspose2d(ngf * 2, ngf, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(ngf), nn.ReLU(True), # state size. (ngf) x 32 x 32 nn.ConvTranspose2d(ngf, nc, 4, 2, 1, bias=False), nn.Tanh() # state size. (nc) x 64 x 64 ) def forward(self, input): return self.main(input) # Create the discriminator class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, ngpu): super(Discriminator, self).__init__() self.ngpu = ngpu self.main = nn.Sequential( # input is (nc) x 64 x 64 nn.Conv2d(nc, ndf, 4, 2, 1, bias=False), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), # state size. (ndf) x 32 x 32 nn.Conv2d(ndf, ndf * 2, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(ndf * 2), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), # state size. (ndf*2) x 16 x 16 nn.Conv2d(ndf * 2, ndf * 4, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(ndf * 4), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), # state size. (ndf*4) x 8 x 8 nn.Conv2d(ndf * 4, ndf * 8, 4, 2, 1, bias=False), nn.BatchNorm2d(ndf * 8), nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True), # state size. (ndf*8) x 4 x 4 nn.Conv2d(ndf * 8, 1, 4, 1, 0, bias=False), nn.Sigmoid() ) def forward(self, input): return self.main(input) # Initialize the networks netG = Generator(ngpu).to(device) netD = Discriminator(ngpu).to(device) # Initialize the weights netG.apply(weights_init) netD.apply(weights_init) # Define the loss function criterion = nn.BCELoss() # Create the noise vector fixed_noise = torch.randn(64, nz, 1, 1, device=device) # Establish convention for real and fake labels during training real_label = 1. fake_label = 0. # Setup Adam optimizers for both G and D optimizerD = optim.Adam(netD.parameters(), lr=lr, betas=(beta1, 0.999)) optimizerG = optim.Adam(netG.parameters(), lr=lr, betas=(beta1, 0.999)) # Training loop for epoch in range(num_epochs): for i, data in enumerate(dataloader, 0): # Update D network: maximize log(D(x)) + log(1 - D(G(z))) ## Train with all-real batch netD.zero_grad() real_cpu = data[0].to(device) b_size = real_cpu.size(0) label = torch.full((b_size,), real_label, device=device) output = netD(real_cpu).view(-1) errD_real = criterion(output, label) errD_real.backward() D_x = output.mean().item() ## Train with all-fake batch noise = torch.randn(b_size, nz, 1, 1, device=device) fake = netG(noise) label.fill_(fake_label) output = netD(fake.detach()).view(-1) errD_fake = criterion(output, label) errD_fake.backward() D_G_z1 = output.mean().item() errD = errD_real + errD_fake optimizerD.step() # Update G network: maximize log(D(G(z))) netG.zero_grad() label.fill_(real_label) # fake labels are real for generator cost output = netD(fake).view(-1) errG = criterion(output, label) errG.backward() D_G_z2 = output.mean().item() optimizerG.step() # Output training stats if i % 50 == 0: print('[%d/%d][%d/%d]\tLoss_D: %.4f\tLoss_G: %.4f\tD(x): %.4f\tD(G(z)): %.4f / %.4f' % (epoch, num_epochs, i, len(dataloader), errD.item(), errG.item(), D_x, D_G_z1, D_G_z2)) # Save the generated images if epoch % 10 == 0: with torch.no_grad(): fake = netG(fixed_noise).detach().cpu() save_image(fake, 'fake_samples_epoch_%03d.png' % epoch, normalize=True) # Save the models torch.save(netG.state_dict(), 'netG.pth') torch.save(netD.state_dict(), 'netD.pth') ``` 注意:上面代码中涉及到的函数weights_init()和device需要自己定义一下,具体实现可以参考以下代码: ``` # Custom weight initialization called on netG and netD def weights_init(m): classname = m.__class__.__name__ if classname.find('Conv') != -1: nn.init.normal_(m.weight.data, 0.0, 0.02) elif classname.find('BatchNorm') != -1: nn.init.normal_(m.weight.data, 1.0, 0.02) nn.init.constant_(m.bias.data, 0) # Decide which device we want to run on device = torch.device("cuda:0" if (torch.cuda.is_available() and ngpu > 0) else "cpu") ```
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