基于PyTorch的nn模块开发生成对抗网络模型,
时间: 2024-05-14 12:16:26 浏览: 81
生成对抗网络模型
生成对抗网络(GAN)是一种强大的深度学习模型,可以用于生成逼真的数据。在PyTorch中,使用nn模块可以方便地构建GAN模型。
下面是一个基于PyTorch的简单的GAN模型实现示例,包括生成器和判别器:
```python
import torch
import torch.nn as nn
# 定义生成器模型
class Generator(nn.Module):
def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):
super(Generator, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size)
self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, hidden_size)
self.fc3 = nn.Linear(hidden_size, output_size)
self.relu = nn.ReLU()
self.sigmoid = nn.Sigmoid()
def forward(self, x):
x = self.fc1(x)
x = self.relu(x)
x = self.fc2(x)
x = self.relu(x)
x = self.fc3(x)
x = self.sigmoid(x)
return x
# 定义判别器模型
class Discriminator(nn.Module):
def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):
super(Discriminator, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size)
self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, hidden_size)
self.fc3 = nn.Linear(hidden_size, output_size)
self.relu = nn.ReLU()
self.sigmoid = nn.Sigmoid()
def forward(self, x):
x = self.fc1(x)
x = self.relu(x)
x = self.fc2(x)
x = self.relu(x)
x = self.fc3(x)
x = self.sigmoid(x)
return x
```
在这个例子中,我们定义了一个包含3个全连接层的生成器和一个包含3个全连接层的判别器。在训练GAN模型时,我们需要交替训练生成器和判别器,以便生成器能够生成更逼真的数据,判别器能够更好地识别生成的数据和真实数据的区别。
具体的训练过程可以参考以下代码:
```python
# 定义模型参数
input_size = 100
hidden_size = 256
output_size = 1
lr = 0.0002
batch_size = 64
epochs = 200
# 创建生成器和判别器模型
G = Generator(input_size, hidden_size, output_size)
D = Discriminator(input_size, hidden_size, output_size)
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.BCELoss()
G_optimizer = torch.optim.Adam(G.parameters(), lr=lr)
D_optimizer = torch.optim.Adam(D.parameters(), lr=lr)
# 开始训练
for epoch in range(epochs):
for i in range(len(data)//batch_size):
# 训练判别器
for j in range(5):
z = torch.randn(batch_size, input_size)
fake_data = G(z)
real_data = data[i*batch_size:(i+1)*batch_size]
d_loss = criterion(D(real_data), torch.ones(batch_size, 1)) + criterion(D(fake_data), torch.zeros(batch_size, 1))
D_optimizer.zero_grad()
d_loss.backward()
D_optimizer.step()
# 训练生成器
z = torch.randn(batch_size, input_size)
fake_data = G(z)
g_loss = criterion(D(fake_data), torch.ones(batch_size, 1))
G_optimizer.zero_grad()
g_loss.backward()
G_optimizer.step()
print('Epoch [{}/{}], d_loss: {:.4f}, g_loss: {:.4f}'
.format(epoch+1, epochs, d_loss.item(), g_loss.item()))
```
在训练过程中,我们先训练判别器5次,再训练生成器1次。这个训练策略可以使生成器更好地学习生成逼真的数据,从而欺骗判别器。
训练结束后,我们可以使用生成器模型生成新的数据:
```python
# 生成新的数据
z = torch.randn(10, input_size)
fake_data = G(z)
print(fake_data)
```
这里我们生成了10条新的数据,并将它们保存在fake_data中。我们可以输出fake_data的内容来查看生成的数据。
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