使用Tensorflow实现DCGAN来生成手写数字的详细代码

时间: 2024-03-23 13:37:55 浏览: 19
好的,以下是使用Tensorflow实现DCGAN生成手写数字的详细代码: 首先,我们需要导入必要的库和数据集。这里我们使用Tensorflow自带的MNIST数据集。 ```python import tensorflow as tf import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/") ``` 接下来,我们定义生成器和判别器的网络结构。生成器的输入是一个随机噪声,输出是一张28x28的手写数字图片。判别器的输入是一张28x28的手写数字图片,输出是一个判别得分,表示这张图片是真实图片的概率。 ```python def generator(z, reuse=None): with tf.variable_scope('gen', reuse=reuse): hidden1 = tf.layers.dense(inputs=z, units=128, activation=tf.nn.leaky_relu) hidden2 = tf.layers.dense(inputs=hidden1, units=256, activation=tf.nn.leaky_relu) output = tf.layers.dense(inputs=hidden2, units=784, activation=tf.nn.tanh) return output def discriminator(X, reuse=None): with tf.variable_scope('dis', reuse=reuse): hidden1 = tf.layers.dense(inputs=X, units=128, activation=tf.nn.leaky_relu) hidden2 = tf.layers.dense(inputs=hidden1, units=256, activation=tf.nn.leaky_relu) logits = tf.layers.dense(inputs=hidden2, units=1) output = tf.sigmoid(logits) return output, logits ``` 然后,我们定义生成器和判别器的输入和损失函数。其中,生成器的损失函数是生成的假图片与真实图片的差异,判别器的损失函数是真实图片和假图片的区分度。 ```python real_images = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 784]) z = tf.placeholder(tf.float32, shape=[None, 100]) G = generator(z) D_output_real, D_logits_real = discriminator(real_images) D_output_fake, D_logits_fake = discriminator(G, reuse=True) def loss_func(logits_in, labels_in): return tf.reduce_mean(tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits(logits=logits_in, labels=labels_in)) D_real_loss = loss_func(D_logits_real, tf.ones_like(D_logits_real) * 0.9) D_fake_loss = loss_func(D_logits_fake, tf.zeros_like(D_logits_fake)) D_loss = D_real_loss + D_fake_loss G_loss = loss_func(D_logits_fake, tf.ones_like(D_logits_fake)) ``` 接下来,我们定义生成器和判别器的优化器,并且训练模型。 ```python lr = 0.001 tvars = tf.trainable_variables() d_vars = [var for var in tvars if 'dis' in var.name] g_vars = [var for var in tvars if 'gen' in var.name] D_trainer = tf.train.AdamOptimizer(lr).minimize(D_loss, var_list=d_vars) G_trainer = tf.train.AdamOptimizer(lr).minimize(G_loss, var_list=g_vars) batch_size = 100 epochs = 100 init = tf.global_variables_initializer() samples = [] with tf.Session() as sess: sess.run(init) for epoch in range(epochs): num_batches = mnist.train.num_examples // batch_size for i in range(num_batches): batch = mnist.train.next_batch(batch_size) batch_images = batch[0].reshape((batch_size, 784)) batch_images = batch_images * 2 - 1 batch_z = np.random.uniform(-1, 1, size=(batch_size, 100)) _ = sess.run(D_trainer, feed_dict={real_images: batch_images, z: batch_z}) _ = sess.run(G_trainer, feed_dict={z: batch_z}) print("Epoch:", epoch) sample_z = np.random.uniform(-1, 1, size=(1, 100)) gen_sample = sess.run(generator(z, reuse=True),feed_dict={z: sample_z}) samples.append(gen_sample) plt.imshow(samples[0].reshape(28,28)) plt.show() ``` 最后,我们可以看到生成的手写数字图片。随着训练的迭代次数增加,生成的图片会越来越真实。

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