原始生成对抗网络Generative Adversarial Networks GAN包含生成器Generator和判别器Discriminator,数据有真实数据groundtruth,还有需要网络生成的“fake”数据,目的是网络生成的fake数据可以“骗过”判别器,让判别器认不出来,就是让判别器分不清进入的数据是真实数据还是fake数据。总的来说是:判别器区分真实数据和fake数据的能力越强越好;生成器生成的数据骗过判别器的能力越强越好,这个是矛盾的,所以只能交替训练网络。
需要搭建生成器网络和判别器网络,训练的时候交替训练。
首先训练判别器的参数,固定生成器的参数,让判别器判断生成器生成的数据,让其和0接近,让判别器判断真实数据,让其和1接近;
接着训练生成器的参数,固定判别器的参数,让生成器生成的数据进入判别器,让判断结果和1接近。生成器生成数据需要给定随机初始值
线性版:
import torch from torch.utils.data import DataLoader from torchvision.datasets import MNIST from torchvision import transforms from torch import optim import torch.nn as nn import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import matplotlib.gridspec as gridspec def showimg(images,count): images=images.detach().numpy()[0:16,:] images=255*(0.5*images+0.5) images = images.astype(np.uint8) grid_length=int(np.ceil(np.sqrt(images.shape[0]))) plt.figure(figsize=(4,4)) width = int(np.sqrt((images.shape[1]))) gs = gridspec.GridSpec(grid_length,grid_length,wspace=0,hspace=0) # gs.update(wspace=0, hspace=0) print('starting...') for i, img in enumerate(images): ax = plt.subplot(gs[i]) ax.set_xticklabels([]) ax.set_yticklabels([]) ax.set_aspect('equal') plt.imshow(img.reshape([width,width]),cmap = plt.cm.gray) plt.axis('off') plt.tight_layout() print('showing...') plt.tight_layout() plt.savefig('./GAN_Image/%d.png'%count, bbox_inches='tight') def loadMNIST(batch_size): #MNIST图片的大小是28*28 trans_img=transforms.Compose([transforms.ToTensor()]) trainset=MNIST('./data',train=True,transform=trans_img,download=True) testset=MNIST('./data',train=False,transform=trans_img,download=True) # device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu") trainloader=DataLoader(trainset,batch_size=batch_size,shuffle=True,num_workers=10) testloader = DataLoader(testset, batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=10) return trainset,testset,trainloader,testloader class discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(discriminator,self).__init__() self.dis=nn.Sequential( nn.Linear(784,300), nn.LeakyReLU(0.2), nn.Linear(300,150), nn.LeakyReLU(0.2), nn.Linear(150,1), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): x=self.dis(x) return x class generator(nn.Module): def __init__(self,input_size): super(generator,self).__init__() self.gen=nn.Sequential( nn.Linear(input_size,150), nn.ReLU(True), nn.Linear(150,300), nn.ReLU(True), nn.Linear(300,784), nn.Tanh() ) def forward(self, x): x=self.gen(x) return x if __name__=="__main__": criterion=nn.BCELoss() num_img=100 z_dimension=100 D=discriminator() G=generator(z_dimension) trainset, testset, trainloader, testloader = loadMNIST(num_img) # data d_optimizer=optim.Adam(D.parameters(),lr=0.0003) g_optimizer=optim.Adam(G.parameters(),lr=0.0003) ''' 交替训练的方式训练网络 先训练判别器网络D再训练生成器网络G 不同网络的训练次数是超参数 也可以两个网络训练相同的次数 这样就可以不用分别训练两个网络 ''' count=0 #鉴别器D的训练,固定G的参数 epoch = 100 gepoch = 1 for i in range(epoch): for (img, label) in trainloader: # num_img=img.size()[0] real_img=img.view(num_img,-1)#展开为28*28=784 real_label=torch.ones(num_img)#真实label为1 fake_label=torch.zeros(num_img)#假的label为0 #compute loss of real_img real_out=D(real_img) #真实图片送入判别器D输出0~1 d_loss_real=criterion(real_out,real_label)#得到loss real_scores=real_out#真实图片放入判别器输出越接近1越好 #compute loss of fake_img z=torch.randn(num_img,z_dimension)#随机生成向量 fake_img=G(z)#将向量放入生成网络G生成一张图片 fake_out=D(fake_img)#判别器判断假的图片 d_loss_fake=criterion(fake_out,fake_label)#假的图片的loss fake_scores=fake_out#假的图片放入判别器输出越接近0越好 #D bp and optimize d_loss=d_loss_real+d_loss_fake d_optimizer.zero_grad() #判别器D的梯度归零 d_loss.backward() #反向传播 d_optimizer.step() #更新判别器D参数 #生成器G的训练compute loss of fake_img for j in range(gepoch): fake_label = torch.ones(num_img) # 真实label为1 z = torch.randn(num_img, z_dimension) # 随机生成向量 fake_img = G(z) # 将向量放入生成网络G生成一张图片 output = D(fake_img) # 经过判别器得到结果 g_loss = criterion(output, fake_label)#得到假的图片与真实标签的loss #bp and optimize g_optimizer.zero_grad() #生成器G的梯度归零 g_loss.backward() #反向传播 g_optimizer.step()#更新生成器G参数 print('Epoch [{}/{}], d_loss: {:.6f}, g_loss: {:.6f} ' 'D real: {:.6f}, D fake: {:.6f}'.format( i, epoch, d_loss.data[0], g_loss.data[0], real_scores.data.mean(), fake_scores.data.mean())) showimg(fake_img,count) # plt.show() count += 1
这里的图分别是 epoch为0、50、100、150、190的运行结果,可以看到图片中的数字并不单一
卷积版 Deep Convolutional Generative Adversarial Networks:
import torch from torch.utils.data import DataLoader from torchvision.datasets import MNIST from torchvision import transforms from torch import optim import torch.nn as nn import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np from torch.autograd import Variable import matplotlib.gridspec as gridspec import os def showimg(images,count): images=images.to('cpu') images=images.detach().numpy() images=images[[6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78, 84, 90, 96]] images=255*(0.5*images+0.5) images = images.astype(np.uint8) grid_length=int(np.ceil(np.sqrt(images.shape[0]))) plt.figure(figsize=(4,4)) width = images.shape[2] gs = gridspec.GridSpec(grid_length,grid_length,wspace=0,hspace=0) print(images.shape) for i, img in enumerate(images): ax = plt.subplot(gs[i]) ax.set_xticklabels([]) ax.set_yticklabels([]) ax.set_aspect('equal') plt.imshow(img.reshape(width,width),cmap = plt.cm.gray) plt.axis('off') plt.tight_layout() # print('showing...') plt.tight_layout() # plt.savefig('./GAN_Imaget/%d.png'%count, bbox_inches='tight') def loadMNIST(batch_size): #MNIST图片的大小是28*28 trans_img=transforms.Compose([transforms.ToTensor()]) trainset=MNIST('./data',train=True,transform=trans_img,download=True) testset=MNIST('./data',train=False,transform=trans_img,download=True) # device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu") trainloader=DataLoader(trainset,batch_size=batch_size,shuffle=True,num_workers=10) testloader = DataLoader(testset, batch_size=batch_size, shuffle=False, num_workers=10) return trainset,testset,trainloader,testloader class discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(discriminator,self).__init__() self.dis=nn.Sequential( nn.Conv2d(1,32,5,stride=1,padding=2), nn.LeakyReLU(0.2,True), nn.MaxPool2d((2,2)), nn.Conv2d(32,64,5,stride=1,padding=2), nn.LeakyReLU(0.2,True), nn.MaxPool2d((2,2)) ) self.fc=nn.Sequential( nn.Linear(7 * 7 * 64, 1024), nn.LeakyReLU(0.2, True), nn.Linear(1024, 1), nn.Sigmoid() ) def forward(self, x): x=self.dis(x) x=x.view(x.size(0),-1) x=self.fc(x) return x class generator(nn.Module): def __init__(self,input_size,num_feature): super(generator,self).__init__() self.fc=nn.Linear(input_size,num_feature) #1*56*56 self.br=nn.Sequential( nn.BatchNorm2d(1), nn.ReLU(True) ) self.gen=nn.Sequential( nn.Conv2d(1,50,3,stride=1,padding=1), nn.BatchNorm2d(50), nn.ReLU(True), nn.Conv2d(50,25,3,stride=1,padding=1), nn.BatchNorm2d(25), nn.ReLU(True), nn.Conv2d(25,1,2,stride=2), nn.Tanh() ) def forward(self, x): x=self.fc(x) x=x.view(x.size(0),1,56,56) x=self.br(x) x=self.gen(x) return x if __name__=="__main__": criterion=nn.BCELoss() num_img=100 z_dimension=100 D=discriminator() G=generator(z_dimension,3136) #1*56*56 trainset, testset, trainloader, testloader = loadMNIST(num_img) # data D=D.cuda() G=G.cuda() d_optimizer=optim.Adam(D.parameters(),lr=0.0003) g_optimizer=optim.Adam(G.parameters(),lr=0.0003) ''' 交替训练的方式训练网络 先训练判别器网络D再训练生成器网络G 不同网络的训练次数是超参数 也可以两个网络训练相同的次数, 这样就可以不用分别训练两个网络 ''' count=0 #鉴别器D的训练,固定G的参数 epoch = 100 gepoch = 1 for i in range(epoch): for (img, label) in trainloader: # num_img=img.size()[0] img=Variable(img).cuda() real_label=Variable(torch.ones(num_img)).cuda()#真实label为1 fake_label=Variable(torch.zeros(num_img)).cuda()#假的label为0 #compute loss of real_img real_out=D(img) #真实图片送入判别器D输出0~1 d_loss_real=criterion(real_out,real_label)#得到loss real_scores=real_out#真实图片放入判别器输出越接近1越好 #compute loss of fake_img z=Variable(torch.randn(num_img,z_dimension)).cuda()#随机生成向量 fake_img=G(z)#将向量放入生成网络G生成一张图片 fake_out=D(fake_img)#判别器判断假的图片 d_loss_fake=criterion(fake_out,fake_label)#假的图片的loss fake_scores=fake_out#假的图片放入判别器输出越接近0越好 #D bp and optimize d_loss=d_loss_real+d_loss_fake d_optimizer.zero_grad() #判别器D的梯度归零 d_loss.backward() #反向传播 d_optimizer.step() #更新判别器D参数 #生成器G的训练compute loss of fake_img for j in range(gepoch): fake_label = Variable(torch.ones(num_img)).cuda() # 真实label为1 z = Variable(torch.randn(num_img, z_dimension)).cuda() # 随机生成向量 fake_img = G(z) # 将向量放入生成网络G生成一张图片 output = D(fake_img) # 经过判别器得到结果 g_loss = criterion(output, fake_label)#得到假的图片与真实标签的loss #bp and optimize g_optimizer.zero_grad() #生成器G的梯度归零 g_loss.backward() #反向传播 g_optimizer.step()#更新生成器G参数 # if ((i+1)%1000==0): # print("[%d/%d] GLoss: %.5f" % (i + 1, gepoch, g_loss.data[0])) print('Epoch [{}/{}], d_loss: {:.6f}, g_loss: {:.6f} ' 'D real: {:.6f}, D fake: {:.6f}'.format( i, epoch, d_loss.data[0], g_loss.data[0], real_scores.data.mean(), fake_scores.data.mean())) showimg(fake_img,count) plt.show() count += 1
这里的gepoch设置为1,运行39次的结果是:
gepoch设置为2,运行0、25、50、75、100次的结果是:
gepoch设置为3,运行25、50、75次的结果是:
gepoch设置为4,运行0、10、20、30、35次的结果是:
gepoch设置为5,运行0、10、20、25、29次的结果是:
gepoch设置为3,z_dimension设置为190,epoch运行0、10、15、20、25、35的结果是:
可以看到生成的数字基本没有太多的规律,可能最终都是同个数字,不能生成指定的数字,CGAN就很好的解决这个问题,可以生成指定的数字 Pytorch使用MNIST数据集实现CGAN和生成指定的数字方式
以上这篇Pytorch使用MNIST数据集实现基础GAN和DCGAN详解就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。
稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!
昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。
这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?
更新日志
- 小骆驼-《草原狼2(蓝光CD)》[原抓WAV+CUE]
- 群星《欢迎来到我身边 电影原声专辑》[320K/MP3][105.02MB]
- 群星《欢迎来到我身边 电影原声专辑》[FLAC/分轨][480.9MB]
- 雷婷《梦里蓝天HQⅡ》 2023头版限量编号低速原抓[WAV+CUE][463M]
- 群星《2024好听新歌42》AI调整音效【WAV分轨】
- 王思雨-《思念陪着鸿雁飞》WAV
- 王思雨《喜马拉雅HQ》头版限量编号[WAV+CUE]
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- 卓依婷《化蝶》2CD[WAV+CUE][1.1G]
- 群星《吉他王(黑胶CD)》[WAV+CUE]
- 齐秦《穿乐(穿越)》[WAV+CUE]
- 发烧珍品《数位CD音响测试-动向效果(九)》【WAV+CUE】
- 邝美云《邝美云精装歌集》[DSF][1.6G]
- 吕方《爱一回伤一回》[WAV+CUE][454M]