pytorch:实现简单的GAN示例(MNIST数据集)

我就废话不多说了,直接上代码吧!

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Oct 13 10:22:45 2018
@author: www
"""

import torch
from torch import nn
from torch.autograd import Variable

import torchvision.transforms as tfs
from torch.utils.data import DataLoader, sampler
from torchvision.datasets import MNIST

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec

plt.rcParams['figure.figsize'] = (10.0, 8.0) # 设置画图的尺寸
plt.rcParams['image.interpolation'] = 'nearest'
plt.rcParams['image.cmap'] = 'gray'

def show_images(images): # 定义画图工具
  images = np.reshape(images, [images.shape[0], -1])
  sqrtn = int(np.ceil(np.sqrt(images.shape[0])))
  sqrtimg = int(np.ceil(np.sqrt(images.shape[1])))

  fig = plt.figure(figsize=(sqrtn, sqrtn))
  gs = gridspec.GridSpec(sqrtn, sqrtn)
  gs.update(wspace=0.05, hspace=0.05)

  for i, img in enumerate(images):
    ax = plt.subplot(gs[i])
    plt.axis('off')
    ax.set_xticklabels([])
    ax.set_yticklabels([])
    ax.set_aspect('equal')
    plt.imshow(img.reshape([sqrtimg,sqrtimg]))
  return 

def preprocess_img(x):
  x = tfs.ToTensor()(x)
  return (x - 0.5) / 0.5

def deprocess_img(x):
  return (x + 1.0) / 2.0

class ChunkSampler(sampler.Sampler): # 定义一个取样的函数
  """Samples elements sequentially from some offset.
  Arguments:
    num_samples: # of desired datapoints
    start: offset where we should start selecting from
  """
  def __init__(self, num_samples, start=0):
    self.num_samples = num_samples
    self.start = start

  def __iter__(self):
    return iter(range(self.start, self.start + self.num_samples))

  def __len__(self):
    return self.num_samples

NUM_TRAIN = 50000
NUM_VAL = 5000

NOISE_DIM = 96
batch_size = 128

train_set = MNIST('E:/data', train=True, transform=preprocess_img)

train_data = DataLoader(train_set, batch_size=batch_size, sampler=ChunkSampler(NUM_TRAIN, 0))

val_set = MNIST('E:/data', train=True, transform=preprocess_img)

val_data = DataLoader(val_set, batch_size=batch_size, sampler=ChunkSampler(NUM_VAL, NUM_TRAIN))

imgs = deprocess_img(train_data.__iter__().next()[0].view(batch_size, 784)).numpy().squeeze() # 可视化图片效果
show_images(imgs)

#判别网络
def discriminator():
  net = nn.Sequential(
      nn.Linear(784, 256),
      nn.LeakyReLU(0.2),
      nn.Linear(256, 256),
      nn.LeakyReLU(0.2),
      nn.Linear(256, 1)
    )
  return net

#生成网络
def generator(noise_dim=NOISE_DIM):
  net = nn.Sequential(
    nn.Linear(noise_dim, 1024),
    nn.ReLU(True),
    nn.Linear(1024, 1024),
    nn.ReLU(True),
    nn.Linear(1024, 784),
    nn.Tanh()
  )
  return net

#判别器的 loss 就是将真实数据的得分判断为 1,假的数据的得分判断为 0,而生成器的 loss 就是将假的数据判断为 1

bce_loss = nn.BCEWithLogitsLoss()#交叉熵损失函数

def discriminator_loss(logits_real, logits_fake): # 判别器的 loss
  size = logits_real.shape[0]
  true_labels = Variable(torch.ones(size, 1)).float()
  false_labels = Variable(torch.zeros(size, 1)).float()
  loss = bce_loss(logits_real, true_labels) + bce_loss(logits_fake, false_labels)
  return loss

def generator_loss(logits_fake): # 生成器的 loss
  size = logits_fake.shape[0]
  true_labels = Variable(torch.ones(size, 1)).float()
  loss = bce_loss(logits_fake, true_labels)
  return loss

# 使用 adam 来进行训练,学习率是 3e-4, beta1 是 0.5, beta2 是 0.999
def get_optimizer(net):
  optimizer = torch.optim.Adam(net.parameters(), lr=3e-4, betas=(0.5, 0.999))
  return optimizer

def train_a_gan(D_net, G_net, D_optimizer, G_optimizer, discriminator_loss, generator_loss, show_every=250,
        noise_size=96, num_epochs=10):
  iter_count = 0
  for epoch in range(num_epochs):
    for x, _ in train_data:
      bs = x.shape[0]
      # 判别网络
      real_data = Variable(x).view(bs, -1) # 真实数据
      logits_real = D_net(real_data) # 判别网络得分

      sample_noise = (torch.rand(bs, noise_size) - 0.5) / 0.5 # -1 ~ 1 的均匀分布
      g_fake_seed = Variable(sample_noise)
      fake_images = G_net(g_fake_seed) # 生成的假的数据
      logits_fake = D_net(fake_images) # 判别网络得分

      d_total_error = discriminator_loss(logits_real, logits_fake) # 判别器的 loss
      D_optimizer.zero_grad()
      d_total_error.backward()
      D_optimizer.step() # 优化判别网络

      # 生成网络
      g_fake_seed = Variable(sample_noise)
      fake_images = G_net(g_fake_seed) # 生成的假的数据

      gen_logits_fake = D_net(fake_images)
      g_error = generator_loss(gen_logits_fake) # 生成网络的 loss
      G_optimizer.zero_grad()
      g_error.backward()
      G_optimizer.step() # 优化生成网络

      if (iter_count % show_every == 0):
        print('Iter: {}, D: {:.4}, G:{:.4}'.format(iter_count, d_total_error.item(), g_error.item()))
        imgs_numpy = deprocess_img(fake_images.data.cpu().numpy())
        show_images(imgs_numpy[0:16])
        plt.show()
        print()
      iter_count += 1

D = discriminator()
G = generator()

D_optim = get_optimizer(D)
G_optim = get_optimizer(G)

train_a_gan(D, G, D_optim, G_optim, discriminator_loss, generator_loss)

以上这篇pytorch:实现简单的GAN示例(MNIST数据集)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我们。

(0)

相关推荐

  • Pytorch使用MNIST数据集实现CGAN和生成指定的数字方式

    CGAN的全拼是Conditional Generative Adversarial Networks,条件生成对抗网络,在初始GAN的基础上增加了图片的相应信息. 这里用传统的卷积方式实现CGAN. import torch from torch.utils.data import DataLoader from torchvision.datasets import MNIST from torchvision import transforms from torch import opti

  • 详解PyTorch手写数字识别(MNIST数据集)

    MNIST 手写数字识别是一个比较简单的入门项目,相当于深度学习中的 Hello World,可以让我们快速了解构建神经网络的大致过程.虽然网上的案例比较多,但还是要自己实现一遍.代码采用 PyTorch 1.0 编写并运行. 导入相关库 import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import torch.optim as optim from torchvision import datasets, t

  • Pytorch 神经网络—自定义数据集上实现教程

    第一步.导入需要的包 import os import scipy.io as sio import numpy as np import torch import torch.nn as nn import torch.backends.cudnn as cudnn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader from torchvision import transforms, ut

  • MNIST数据集转化为二维图片的实现示例

    本文介绍了MNIST数据集转化为二维图片的实现示例,分享给大家,具体如下: #coding: utf-8 from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data import scipy.misc import os # 读取MNIST数据集.如果不存在会事先下载. mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/", one_hot=True) # 我们把原始图片保存在MNIST

  • 使用 PyTorch 实现 MLP 并在 MNIST 数据集上验证方式

    简介 这是深度学习课程的第一个实验,主要目的就是熟悉 Pytorch 框架.MLP 是多层感知器,我这次实现的是四层感知器,代码和思路参考了网上的很多文章.个人认为,感知器的代码大同小异,尤其是用 Pytorch 实现,除了层数和参数外,代码都很相似. Pytorch 写神经网络的主要步骤主要有以下几步: 1 构建网络结构 2 加载数据集 3 训练神经网络(包括优化器的选择和 Loss 的计算) 4 测试神经网络 下面将从这四个方面介绍 Pytorch 搭建 MLP 的过程. 项目代码地址:la

  • pytorch GAN伪造手写体mnist数据集方式

    一,mnist数据集 形如上图的数字手写体就是mnist数据集. 二,GAN原理(生成对抗网络) GAN网络一共由两部分组成:一个是伪造器(Generator,简称G),一个是判别器(Discrimniator,简称D) 一开始,G由服从某几个分布(如高斯分布)的噪音组成,生成的图片不断送给D判断是否正确,直到G生成的图片连D都判断以为是真的.D每一轮除了看过G生成的假图片以外,还要见数据集中的真图片,以前者和后者得到的损失函数值为依据更新D网络中的权值.因此G和D都在不停地更新权值.以下图为例

  • 用Pytorch训练CNN(数据集MNIST,使用GPU的方法)

    听说pytorch使用比TensorFlow简单,加之pytorch现已支持windows,所以今天装了pytorch玩玩,第一件事还是写了个简单的CNN在MNIST上实验,初步体验的确比TensorFlow方便. 参考代码(在莫烦python的教程代码基础上修改)如下: import torch import torch.nn as nn from torch.autograd import Variable import torch.utils.data as Data import tor

  • pytorch:实现简单的GAN示例(MNIST数据集)

    我就废话不多说了,直接上代码吧! # -*- coding: utf-8 -*- """ Created on Sat Oct 13 10:22:45 2018 @author: www """ import torch from torch import nn from torch.autograd import Variable import torchvision.transforms as tfs from torch.utils.dat

  • Pytorch使用MNIST数据集实现基础GAN和DCGAN详解

    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

  • TensorFlow卷积神经网络MNIST数据集实现示例

    这里使用TensorFlow实现一个简单的卷积神经网络,使用的是MNIST数据集.网络结构为:数据输入层–卷积层1–池化层1–卷积层2–池化层2–全连接层1–全连接层2(输出层),这是一个简单但非常有代表性的卷积神经网络. import tensorflow as tf import numpy as np import input_data mnist = input_data.read_data_sets('data/', one_hot=True) print("MNIST ready&q

  • PyTorch实现MNIST数据集手写数字识别详情

    目录 一.PyTorch是什么? 二.程序示例 1.引入必要库 2.下载数据集 3.加载数据集 4.搭建CNN模型并实例化 5.交叉熵损失函数损失函数及SGD算法优化器 6.训练函数 7.测试函数 8.运行 三.总结 前言: 本篇文章基于卷积神经网络CNN,使用PyTorch实现MNIST数据集手写数字识别. 一.PyTorch是什么? PyTorch 是一个 Torch7 团队开源的 Python 优先的深度学习框架,提供两个高级功能: 强大的 GPU 加速 Tensor 计算(类似 nump

  • pytorch 把MNIST数据集转换成图片和txt的方法

    本文介绍了pytorch 把MNIST数据集转换成图片和txt的方法,分享给大家,具体如下: 1.下载Mnist 数据集 import os # third-party library import torch import torch.nn as nn from torch.autograd import Variable import torch.utils.data as Data import torchvision import matplotlib.pyplot as plt # t

  • Pytorch实现的手写数字mnist识别功能完整示例

    本文实例讲述了Pytorch实现的手写数字mnist识别功能.分享给大家供大家参考,具体如下: import torch import torchvision as tv import torchvision.transforms as transforms import torch.nn as nn import torch.optim as optim import argparse # 定义是否使用GPU device = torch.device("cuda" if torch

随机推荐