Pytorch实现WGAN用于动漫头像生成

 更新时间:2021年03月04日 10:14:03   作者:不佛  
这篇文章主要介绍了Pytorch实现WGAN用于动漫头像生成,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

WGAN与GAN的不同

  • 去除sigmoid
  • 使用具有动量的优化方法,比如使用RMSProp
  • 要对Discriminator的权重做修整限制以确保lipschitz连续约

WGAN实战卷积生成动漫头像 

import torch
import torch.nn as nn
import torchvision.transforms as transforms
from torch.utils.data import DataLoader
from torchvision.utils import save_image
import os
from anime_face_generator.dataset import ImageDataset
 
batch_size = 32
num_epoch = 100
z_dimension = 100
dir_path = './wgan_img'
 
# 创建文件夹
if not os.path.exists(dir_path):
  os.mkdir(dir_path)
 
 
def to_img(x):
  """因为我们在生成器里面用了tanh"""
  out = 0.5 * (x + 1)
  return out
 
 
dataset = ImageDataset()
dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=32, shuffle=False)
 
 
class Generator(nn.Module):
  def __init__(self):
    super().__init__()
 
    self.gen = nn.Sequential(
      # 输入是一个nz维度的噪声,我们可以认为它是一个1*1*nz的feature map
      nn.ConvTranspose2d(100, 512, 4, 1, 0, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(512),
      nn.ReLU(True),
      # 上一步的输出形状:(512) x 4 x 4
      nn.ConvTranspose2d(512, 256, 4, 2, 1, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(256),
      nn.ReLU(True),
      # 上一步的输出形状: (256) x 8 x 8
      nn.ConvTranspose2d(256, 128, 4, 2, 1, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(128),
      nn.ReLU(True),
      # 上一步的输出形状: (256) x 16 x 16
      nn.ConvTranspose2d(128, 64, 4, 2, 1, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(64),
      nn.ReLU(True),
      # 上一步的输出形状:(256) x 32 x 32
      nn.ConvTranspose2d(64, 3, 5, 3, 1, bias=False),
      nn.Tanh() # 输出范围 -1~1 故而采用Tanh
      # nn.Sigmoid()
      # 输出形状:3 x 96 x 96
    )
 
  def forward(self, x):
    x = self.gen(x)
    return x
 
  def weight_init(m):
    # weight_initialization: important for wgan
    class_name = m.__class__.__name__
    if class_name.find('Conv') != -1:
      m.weight.data.normal_(0, 0.02)
    elif class_name.find('Norm') != -1:
      m.weight.data.normal_(1.0, 0.02)
 
 
class Discriminator(nn.Module):
  def __init__(self):
    super().__init__()
    self.dis = nn.Sequential(
      nn.Conv2d(3, 64, 5, 3, 1, bias=False),
      nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True),
      # 输出 (64) x 32 x 32
 
      nn.Conv2d(64, 128, 4, 2, 1, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(128),
      nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True),
      # 输出 (128) x 16 x 16
 
      nn.Conv2d(128, 256, 4, 2, 1, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(256),
      nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True),
      # 输出 (256) x 8 x 8
 
      nn.Conv2d(256, 512, 4, 2, 1, bias=False),
      nn.BatchNorm2d(512),
      nn.LeakyReLU(0.2, inplace=True),
      # 输出 (512) x 4 x 4
 
      nn.Conv2d(512, 1, 4, 1, 0, bias=False),
      nn.Flatten(),
      # nn.Sigmoid() # 输出一个数(概率)
    )
 
  def forward(self, x):
    x = self.dis(x)
    return x
 
  def weight_init(m):
    # weight_initialization: important for wgan
    class_name = m.__class__.__name__
    if class_name.find('Conv') != -1:
      m.weight.data.normal_(0, 0.02)
    elif class_name.find('Norm') != -1:
      m.weight.data.normal_(1.0, 0.02)
 
 
def save(model, filename="model.pt", out_dir="out/"):
  if model is not None:
    if not os.path.exists(out_dir):
      os.mkdir(out_dir)
    torch.save({'model': model.state_dict()}, out_dir + filename)
  else:
    print("[ERROR]:Please build a model!!!")
 
 
import QuickModelBuilder as builder
 
if __name__ == '__main__':
  one = torch.FloatTensor([1]).cuda()
  mone = -1 * one
 
  is_print = True
  # 创建对象
  D = Discriminator()
  G = Generator()
  D.weight_init()
  G.weight_init()
 
  if torch.cuda.is_available():
    D = D.cuda()
    G = G.cuda()
 
  lr = 2e-4
  d_optimizer = torch.optim.RMSprop(D.parameters(), lr=lr, )
  g_optimizer = torch.optim.RMSprop(G.parameters(), lr=lr, )
  d_scheduler = torch.optim.lr_scheduler.ExponentialLR(d_optimizer, gamma=0.99)
  g_scheduler = torch.optim.lr_scheduler.ExponentialLR(g_optimizer, gamma=0.99)
 
  fake_img = None
 
  # ##########################进入训练##判别器的判断过程#####################
  for epoch in range(num_epoch): # 进行多个epoch的训练
    pbar = builder.MyTqdm(epoch=epoch, maxval=len(dataloader))
    for i, img in enumerate(dataloader):
      num_img = img.size(0)
      real_img = img.cuda() # 将tensor变成Variable放入计算图中
      # 这里的优化器是D的优化器
      for param in D.parameters():
        param.requires_grad = True
      # ########判别器训练train#####################
      # 分为两部分:1、真的图像判别为真;2、假的图像判别为假
 
      # 计算真实图片的损失
      d_optimizer.zero_grad() # 在反向传播之前,先将梯度归0
      real_out = D(real_img) # 将真实图片放入判别器中
      d_loss_real = real_out.mean(0).view(1)
      d_loss_real.backward(one)
 
      # 计算生成图片的损失
      z = torch.randn(num_img, z_dimension).cuda() # 随机生成一些噪声
      z = z.reshape(num_img, z_dimension, 1, 1)
      fake_img = G(z).detach() # 随机噪声放入生成网络中,生成一张假的图片。 # 避免梯度传到G,因为G不用更新, detach分离
      fake_out = D(fake_img) # 判别器判断假的图片,
      d_loss_fake = fake_out.mean(0).view(1)
      d_loss_fake.backward(mone)
 
      d_loss = d_loss_fake - d_loss_real
      d_optimizer.step() # 更新参数
 
      # 每次更新判别器的参数之后把它们的绝对值截断到不超过一个固定常数c=0.01
      for parm in D.parameters():
        parm.data.clamp_(-0.01, 0.01)
 
      # ==================训练生成器============================
      # ###############################生成网络的训练###############################
      for param in D.parameters():
        param.requires_grad = False
 
      # 这里的优化器是G的优化器,所以不需要冻结D的梯度,因为不是D的优化器,不会更新D
      g_optimizer.zero_grad() # 梯度归0
 
      z = torch.randn(num_img, z_dimension).cuda()
      z = z.reshape(num_img, z_dimension, 1, 1)
      fake_img = G(z) # 随机噪声输入到生成器中,得到一副假的图片
      output = D(fake_img) # 经过判别器得到的结果
      # g_loss = criterion(output, real_label) # 得到的假的图片与真实的图片的label的loss
      g_loss = torch.mean(output).view(1)
      # bp and optimize
      g_loss.backward(one) # 进行反向传播
      g_optimizer.step() # .step()一般用在反向传播后面,用于更新生成网络的参数
 
      # 打印中间的损失
      pbar.set_right_info(d_loss=d_loss.data.item(),
                g_loss=g_loss.data.item(),
                real_scores=real_out.data.mean().item(),
                fake_scores=fake_out.data.mean().item(),
                )
      pbar.update()
      try:
        fake_images = to_img(fake_img.cpu())
        save_image(fake_images, dir_path + '/fake_images-{}.png'.format(epoch + 1))
      except:
        pass
      if is_print:
        is_print = False
        real_images = to_img(real_img.cpu())
        save_image(real_images, dir_path + '/real_images.png')
    pbar.finish()
    d_scheduler.step()
    g_scheduler.step()
    save(D, "wgan_D.pt")
    save(G, "wgan_G.pt")

到此这篇关于Pytorch实现WGAN用于动漫头像生成的文章就介绍到这了,更多相关Pytorch实现WGAN用于动漫头像生成内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • python 中pass和match使用方法

    python 中pass和match使用方法

    这篇文章主要介绍了python中pass和match使用方法,​pass​​ 语句不执行任何操作。语法上需要一个语句,但程序不实际执行任何动作时,可以使用该语句
    2022-08-08
  • Django REST framework视图的用法

    Django REST framework视图的用法

    这篇文章主要介绍了Django REST framework 视图,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2019-01-01
  • Python如何查看两个数据库的同名表的字段名差异

    Python如何查看两个数据库的同名表的字段名差异

    这篇文章主要介绍了Python如何查看两个数据库的同名表的字段名差异,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2022-05-05
  • 浅谈matplotlib默认字体设置探索

    浅谈matplotlib默认字体设置探索

    这篇文章主要介绍了matplotlib默认字体设置探索,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2021-02-02
  • python脚本实现统计日志文件中的ip访问次数代码分享

    python脚本实现统计日志文件中的ip访问次数代码分享

    这篇文章主要介绍了python脚本实现统计日志文件中的ip访问次数代码分享,注意此脚本只适用ip在每行开头的日志文件,需要的朋友可以参考下
    2014-08-08
  • python函数常见关键字分享

    python函数常见关键字分享

    这篇文章主要向大家介绍的是python函数常见关键字,文章基于python的相关资料展开对文章主题的详细介绍,具有一定的参考价值,需要的小伙伴可以参考一下
    2022-04-04
  • Python 判断是否为质数或素数的实例

    Python 判断是否为质数或素数的实例

    下面小编就为大家带来一篇Python 判断是否为质数或素数的实例。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2017-10-10
  • 使用Python 文件读取的多种方式(四种方式)

    使用Python 文件读取的多种方式(四种方式)

    这篇文章主要介绍了Python 文件读取的4种方式,主要有直接打开就读方式,用read()打开,用readines()以及用readline()方式,每种方式通过实例代码给大家介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2022-11-11
  • python 装饰器(Decorators)原理说明及操作代码

    python 装饰器(Decorators)原理说明及操作代码

    装饰器(Decorators)是 Python 的一个重要部分,本文由浅入深给大家介绍了python 装饰器Decorators原理,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧
    2021-12-12
  • 用Python简陋模拟n阶魔方

    用Python简陋模拟n阶魔方

    这篇文章主要介绍了用Python简陋模拟n阶魔方,文中有非常详细的代码示例,对正在学习python的小伙伴呢有一定的帮助,需要的朋友可以参考下
    2021-04-04

最新评论