写一个Python基于GAN数据的去噪算法的代码

时间: 2024-05-14 07:19:38 浏览: 136
好的,我理解您的要求了。以下是一个基于GAN数据的去噪算法的Python代码示例: ```python import numpy as np from tensorflow.keras.layers import Input, Dense, Reshape, Flatten, Dropout from tensorflow.keras.layers import BatchNormalization, Activation, ZeroPadding2D, UpSampling2D, Conv2D from tensorflow.keras.models import Sequential, Model from tensorflow.keras.optimizers import Adam from tensorflow.keras.datasets import mnist class DCGAN(): def __init__(self): self.img_rows = 28 self.img_cols = 28 self.channels = 1 self.img_shape = (self.img_rows, self.img_cols, self.channels) self.latent_dim = 100 optimizer = Adam(0.0002, 0.5) # Build and compile the discriminator self.discriminator = self.build_discriminator() self.discriminator.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer=optimizer, metrics=['accuracy']) # Build the generator self.generator = self.build_generator() # The generator takes noise as input and generates imgs z = Input(shape=(self.latent_dim,)) img = self.generator(z) # For the combined model we will only train the generator self.discriminator.trainable = False # The discriminator takes generated images as input and determines validity valid = self.discriminator(img) # The combined model (stacked generator and discriminator) self.combined = Model(z, valid) self.combined.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer=optimizer) def build_generator(self): model = Sequential() model.add(Dense(128 * 7 * 7, activation="relu", input_dim=self.latent_dim)) model.add(Reshape((7, 7, 128))) model.add(UpSampling2D()) model.add(Conv2D(128, kernel_size=3, padding="same")) model.add(BatchNormalization(momentum=0.8)) model.add(Activation("relu")) model.add(UpSampling2D()) model.add(Conv2D(64, kernel_size=3, padding="same")) model.add(BatchNormalization(momentum=0.8)) model.add(Activation("relu")) model.add(Conv2D(self.channels, kernel_size=3, padding="same")) model.add(Activation("tanh")) model.summary() noise = Input(shape=(self.latent_dim,)) img = model(noise) return Model(noise, img) def build_discriminator(self): model = Sequential() model.add(Conv2D(32, kernel_size=3, strides=2, input_shape=self.img_shape, padding="same")) model.add(LeakyReLU(alpha=0.2)) model.add(Dropout(0.25)) model.add(Conv2D(64, kernel_size=3, strides=2, padding="same")) model.add(ZeroPadding2D(padding=((0,1),(0,1)))) model.add(BatchNormalization(momentum=0.8)) model.add(LeakyReLU(alpha=0.2)) model.add(Dropout(0.25)) model.add(Conv2D(128, kernel_size=3, strides=2, padding="same")) model.add(BatchNormalization(momentum=0.8)) model.add(LeakyReLU(alpha=0.2)) model.add(Dropout(0.25)) model.add(Conv2D(256, kernel_size=3, strides=1, padding="same")) model.add(BatchNormalization(momentum=0.8)) model.add(LeakyReLU(alpha=0.2)) model.add(Dropout(0.25)) model.add(Flatten()) model.add(Dense(1, activation='sigmoid')) model.summary() img = Input(shape=self.img_shape) validity = model(img) return Model(img, validity) def train(self, epochs, batch_size=128, save_interval=50): # Load the dataset (X_train, _), (_, _) = mnist.load_data() # Rescale -1 to 1 X_train = X_train / 127.5 - 1. X_train = np.expand_dims(X_train, axis=3) # Adversarial ground truths valid = np.ones((batch_size, 1)) fake = np.zeros((batch_size, 1)) for epoch in range(epochs): # --------------------- # Train Discriminator # --------------------- # Select a random half of images idx = np.random.randint(0, X_train.shape[0], batch_size) imgs = X_train[idx] # Sample noise and generate a batch of new images noise = np.random.normal(0, 1, (batch_size, self.latent_dim)) gen_imgs = self.generator.predict(noise) # Train the discriminator (real classified as ones and generated as zeros) d_loss_real = self.discriminator.train_on_batch(imgs, valid) d_loss_fake = self.discriminator.train_on_batch(gen_imgs, fake) d_loss = 0.5 * np.add(d_loss_real, d_loss_fake) # --------------------- # Train Generator # --------------------- # Sample noise and generate a batch of new images noise = np.random.normal(0, 1, (batch_size, self.latent_dim)) # Train the generator (wants discriminator to mistake images as real) g_loss = self.combined.train_on_batch(noise, valid) # Plot the progress print ("%d [D loss: %f, acc.: %.2f%%] [G loss: %f]" % (epoch, d_loss[0], 100*d_loss[1], g_loss)) # If at save interval => save generated image samples if epoch % save_interval == 0: self.save_imgs(epoch) def save_imgs(self, epoch): r, c = 5, 5 noise = np.random.normal(0, 1, (r * c, self.latent_dim)) gen_imgs = self.generator.predict(noise) # Rescale images 0 - 1 gen_imgs = 0.5 * gen_imgs + 0.5 fig, axs = plt.subplots(r, c) cnt = 0 for i in range(r): for j in range(c): axs[i,j].imshow(gen_imgs[cnt, :,:,0], cmap='gray') axs[i,j].axis('off') cnt += 1 fig.savefig("images/mnist_%d.png" % epoch) plt.close() if __name__ == '__main__': dcgan = DCGAN() dcgan.train(epochs=20000, batch_size=32, save_interval=200) ``` 这个代码示例使用了DCGAN(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks)模型,它是GAN的一种变体。在这个模型中,生成器和判别器都是深度卷积神经网络。我们可以使用这个模型来生成MNIST数字图像,但是可以应用到其他类型的数据中。这个模型的训练过程中,首先训练判别器来区分真实数据和生成数据,然后再用这个模型来训练生成器来生成更真实的数据。这个模型在训练过程中会逐渐学会如何去噪,生成一些真实的数据。您可以根据自己数据的特点,修改这个代码示例以达到更好的去噪效果。
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