Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(四)CycleGAN模型训练

Mindspore框架:CycleGAN模型实现图像风格迁移算法

  1. Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(一)CycleGAN神经网络模型构建
  2. Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(二)实例数据集(苹果2橘子)
  3. Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(三)损失函数计算
  4. Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(四)CycleGAN模型训练
  5. Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(五)CycleGAN模型推理与资源下载

CycleGAN模型训练

1. CycleGAN模型

在这里插入图片描述
流程:将苹果x输入G,得假橘子G(x);将假橘子G(x)和真橘子y输入判别器Dx(Dx为橘子判别器)判断真伪。
将真橘子y输入F,得假苹果F(x);将假苹果F(x)和真苹果x输入判别器Dy(Dy为苹果判别器)判断真伪。

然后在上述过程中,有4个反向传播,分别为G(x)、Dx、F(y)、Dy四个网络的反向传播。

2.构建模型:生成器模型和判别器模型构建

Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(一)CycleGAN神经网络模型构建

3.加载在数据集

Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(二)实例数据集(苹果2橘子)

4.创建损失函数和优化器

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
表示真假苹果损失,真假橘子损失,周期一致损失的综合损失函数。

Mindspore框架CycleGAN模型实现图像风格迁移|(三)损失函数计算,优化器选择,模型前向计算损失的过程,计算梯度和反向传播

5.训练模型

import os
import time
import random
import numpy as np
from PIL import Image
from mindspore import Tensor, save_checkpoint
from mindspore import dtype

# 由于时间原因,epochs设置为1,可根据需求进行调整
epochs = 1
save_step_num = 80
save_checkpoint_epochs = 1
save_ckpt_dir = './train_ckpt_outputs/'

print('Start training!')

for epoch in range(epochs):
    g_loss = []
    d_loss = []
    start_time_e = time.time()
    
### 如何使用 CycleGAN训练模型实现图像风格迁移 为了利用 CycleGAN 的预训练模型完成图像风格迁移任务,可以按照以下方法操作。以下是详细的介绍: #### 准备工作 在开始之前,需确认已安装必要的依赖库并准备好预训练模型和目标图像。通常情况下,CycleGAN 提供的预训练模型支持多种常见的应用场景,例如艺术风格迁移、季节转换等。 - **环境配置** 确保 Python 版本为 3.x 并安装 TensorFlow 或 PyTorch(取决于具体框架版本)。如果使用的是基于 TensorFlow 的实现,则需要安装 `tensorflow>=2.0`[^1]。 - **加载预训练模型** 下载官方提供的预训练模型文件,并将其解压至指定路径。这些模型通常是针对特定数据集(如苹果 ↔ 橘子)训练得到的结果[^2]。 #### 实现代码示例 下面是一个简单的 Python 脚本,演示如何加载 CycleGAN 的预训练权重并将输入图片从一种样式转换为另一种样式。 ```python import tensorflow as tf from PIL import Image import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 加载生成器网络架构 (假设采用 Keras Sequential API 定义) def build_generator(): model = tf.keras.Sequential([ # 假设这里定义了一个完整的生成器结构... tf.keras.layers.InputLayer(input_shape=[256, 256, 3]), ... ]) return model # 导入保存下来的生成器参数 generator_g = build_generator() generator_g.load_weights('./pretrained_models/generator_g.h5') # 苹果 -> 橘子 # 图片前处理函数 def load_image(image_path): img = Image.open(image_path).resize((256, 256)) img = np.array(img) / 127.5 - 1.0 # 归一化 [-1, 1] img = np.expand_dims(img, axis=0) # 添加 batch 维度 return img # 测试单张图片 input_img = './test_images/apple.jpg' output_img = generator_g.predict(load_image(input_img)) # 后处理显示结果 output_img = (output_img * 0.5 + 0.5)[0] # 反归一化 [0, 1] plt.imshow(output_img) plt.axis('off') plt.show() # 存储输出图片 Image.fromarray(np.uint8(output_img*255)).save("./results/orange_output.png") ``` 此脚本实现了以下几个功能: 1. 构建生成器 G(负责将源域映射到目标域); 2. 加载预训练好的生成器权重; 3. 对给定的一幅测试图片应用风格迁移算法; 4. 展示最终的效果图并存储下来。 #### 循环一致性验证 除了基本的风格迁移外,在实际部署时还可以加入额外步骤来评估循环一致性的质量。比如重新传回原空间再比较差异大小是否接近零即可衡量其表现优劣程度[^3]。 ---
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