基于lab的黑白图片彩色化代码

时间: 2024-05-04 08:18:08 浏览: 13
这是一个基于PyTorch和LAB色彩空间的黑白图片彩色化代码: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.autograd import Variable from torchvision import datasets, transforms from PIL import Image import numpy as np # 定义转换器,将PIL图像转换为张量,并将图像归一化到[-1,1]之间 transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5,), (0.5,)) ]) # 定义数据集 train_data = datasets.ImageFolder('path/to/folder', transform=transform) # 创建数据加载器 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_data, batch_size=64, shuffle=True) # 定义网络结构 class ColorNet(nn.Module): def __init__(self): super(ColorNet, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(64, 64, kernel_size=3, stride=2, padding=1) self.conv3 = nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv4 = nn.Conv2d(128, 128, kernel_size=3, stride=2, padding=1) self.conv5 = nn.Conv2d(128, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv6 = nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv7 = nn.Conv2d(256, 256, kernel_size=3, stride=2, padding=1) self.conv8 = nn.Conv2d(256, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv9 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv10 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=2, padding=1) self.conv11 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv12 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv13 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv14 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=1, padding=1) self.conv15 = nn.Conv2d(512, 512, kernel_size=3, stride=2, padding=1) self.fc1 = nn.Linear(512 * 7 * 7, 4096) self.fc2 = nn.Linear(4096, 4096) self.fc3 = nn.Linear(4096, 1000) self.fc4 = nn.Linear(1000, 256 * 8 * 8) self.deconv1 = nn.ConvTranspose2d(256, 128, kernel_size=4, stride=2, padding=1) self.deconv2 = nn.ConvTranspose2d(128, 64, kernel_size=4, stride=2, padding=1) self.deconv3 = nn.ConvTranspose2d(64, 32, kernel_size=4, stride=2, padding=1) self.deconv4 = nn.ConvTranspose2d(32, 2, kernel_size=4, stride=2, padding=1) def forward(self, x): x = nn.functional.relu(self.conv1(x)) x = nn.functional.relu(self.conv2(x)) x = nn.functional.relu(self.conv3(x)) x = nn.functional.relu(self.conv4(x)) x = nn.functional.relu(self.conv5(x)) x = nn.functional.relu(self.conv6(x)) x = nn.functional.relu(self.conv7(x)) x = nn.functional.relu(self.conv8(x)) x = nn.functional.relu(self.conv9(x)) x = nn.functional.relu(self.conv10(x)) x = nn.functional.relu(self.conv11(x)) x = nn.functional.relu(self.conv12(x)) x = nn.functional.relu(self.conv13(x)) x = nn.functional.relu(self.conv14(x)) x = nn.functional.relu(self.conv15(x)) x = x.view(-1, 512 * 7 * 7) x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) x = nn.functional.dropout(x, p=0.5) x = nn.functional.relu(self.fc2(x)) x = nn.functional.dropout(x, p=0.5) x = nn.functional.relu(self.fc3(x)) x = nn.functional.dropout(x, p=0.5) x = nn.functional.relu(self.fc4(x)) x = x.view(-1, 256, 8, 8) x = nn.functional.relu(self.deconv1(x)) x = nn.functional.relu(self.deconv2(x)) x = nn.functional.relu(self.deconv3(x)) x = nn.functional.tanh(self.deconv4(x)) return x # 定义损失函数和优化器 net = ColorNet() criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.Adam(net.parameters(), lr=0.001) # 训练网络 for epoch in range(10): running_loss = 0.0 for i, data in enumerate(train_loader): inputs, _ = data lab = np.zeros((inputs.shape[0], 3, 64, 64)) for j in range(inputs.shape[0]): img = inputs[j].numpy().transpose((1, 2, 0)) lab[j] = np.array(Image.fromarray((img + 1) / 2 * 255).convert('LAB'))[..., 1:] lab[j] /= 128 inputs = torch.from_numpy(lab[:, np.newaxis, :, :]).float() inputs, _ = Variable(inputs), Variable(inputs) optimizer.zero_grad() outputs = net(inputs) loss = criterion(outputs, inputs) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.data[0] if i % 10 == 9: print('[%d, %5d] loss: %.6f' % (epoch + 1, i + 1, running_loss / 10)) running_loss = 0.0 print('Finished Training') # 保存模型 torch.save(net.state_dict(), 'path/to/save/model.pth') ``` 在上面的代码中,我们定义了一个名为`ColorNet`的卷积神经网络,它接受L通道的灰度图像,并输出AB通道的彩色图像。我们使用MSE损失函数和Adam优化器来训练网络。 在训练过程中,我们将输入图像转换为LAB色彩空间,并将L通道作为网络的输入。在每个训练迭代中,我们计算网络的输出与输入之间的MSE损失,并使用反向传播来更新网络的权重。最终,我们保存了训练好的模型。 在使用训练好的模型进行彩色化时,我们可以将灰度图像转换为LAB色彩空间,并将L通道输入到网络中。网络输出的AB通道可以与原始L通道合并为彩色图像。

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