计算FID的方法

简单介绍

Frechet Inception 距离得分(Frechet Inception Distance score)是计算真实图像和生成图像的特征向量之间距离的一种度量

FID 从原始图像的计算机视觉特征的统计方面的相似度来衡量两组图像的相似度,这种视觉特征是使用 Inception v3 图像分类模型计算的得到的。

分数越低代表两组图像越相似,或者说二者的统计量越相似,FID 在最佳情况下的得分为 0.0,表示两组图像相同。(其中文件夹1与文件夹2的图像数量可以不一致)

FID 分数被用于评估由生成性对抗网络生成的图像的质量,较低的分数与较高质量的图像有很高的相关性。
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原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43135178/article/details/120621393

详细概念学习

(这里也包括一些方法)

GAN的量化评估方法——IS和FID,及其pytorch代码_HNU_刘yuan的博客-优快云博客_fid pytorch

FID使用(Frechet Inception Distance score)_马鹏森的博客-优快云博客

具体操作!!

【强烈建议直接使用这个方法!!!】

直接下载github的这个文件夹

GitHub - clovaai/stargan-v2: StarGAN v2 - Official PyTorch Implementation (CVPR 2020)

把他放到你的project里 

按文中步骤安装依赖项,激活自己的环境:

conda activate szy

使用命令:

python -m metrics.fid --paths 路径1 路径2

路径1地址和路径2地址可以分别是文件夹地址,也可以就是两张图片的地址。

举个栗子: (我是直接给了两个文件夹的地址,每个文件夹内都有好多图片)

python -m metrics.fid --paths ../datasets/test/compare/pick10_original ../datasets/test/compare/random_reference_results

注意路径输入图像文件夹的路径哈!!因为你是先进入stargan这个文件夹里再输入图像路径的。

全部正确输入后,可以成功开始计算!!

注意哈,自己算的时候一定要记得激活自己szy这个环境!!

这个计算还是挺快的,如果数量较大的话可能要稍等一会,但是如果等了太长时间就要注意是不是有问题了

<think>嗯,用户想用PyTorch自带的包来计算FID和KID指标。首先,我需要回忆一下PyTorch是否有官方的库支持这些指标。根据之前的了解,PyTorch本身并没有直接内置FID和KID的计算函数,但可能有一些社区实现的包,比如pytorch-fid。不过用户特别提到要使用PyTorch自带的包,可能需要确认是否有新版本支持。 先检查引用内容。引用[1]提到pytorch-fid项目,但这是一个第三方库,不是PyTorch官方的一部分。引用[4]详细讲解了FID的公式,并指出需要预训练的Inception网络。用户可能希望在不依赖第三方库的情况下实现这些指标。 接下来,我需要思考PyTorch是否有相关的模块。PyTorch的torchmetrics库提供了FID和KID的实现,但需要确认是否属于PyTorch官方包。torchmetrics是一个PyTorch生态系统中的库,可能需要额外安装。如果用户接受使用torchmetrics,那就可以提供示例代码。否则,可能需要手动实现,但这比较复杂。 根据用户的问题,他们可能希望使用PyTorch自带的包,可能包括torchmetrics。所以步骤应该是安装torchmetrics,加载预训练的Inception模型,然后使用其中的FID和KID类。需要确保代码正确,比如输入图像的格式是否正确归一化到[0,1]或[-1,1],并且调整大小到299x299。 另外,要注意设备的选择,比如使用GPU加速,如引用[2]中提到的设置device为cuda。在示例代码中,需要将真实图像和生成图像移动到对应的设备上。 可能的问题包括版本兼容性,比如torchmetrics的版本是否支持,以及图像预处理是否正确。此外,需要提醒用户计算这些指标时需要大量的内存,特别是处理大规模数据集时。 总结步骤:安装torchmetrics,导入相应模块,准备数据,创建度量对象,更新数据,计算结果。同时,引用相关的参考文献,特别是关于FID公式的引用[4]和GPU使用的引用[2]。</think>以下是使用PyTorch生态工具计算FID和KID指标的分步说明: ### 1. 安装必要库 PyTorch官方生态中的`torchmetrics`库提供了FID和KID实现: ```bash pip install torchmetrics[image] ``` ### 2. 核心代码实现 ```python import torch from torchmetrics.image.fid import FrechetInceptionDistance from torchmetrics.image.kid import KernelInceptionDistance # 选择GPU设备[^2] device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") # 初始化度量对象 fid = FrechetInceptionDistance(feature=2048).to(device) kid = KernelInceptionDistance(subset_size=50).to(device) # 假设真实图像和生成图像都是归一化到[0,255]范围的uint8张量 # 形状为(N, 3, 299, 299),N为批量大小 real_images = torch.randint(0, 255, (100, 3, 299, 299), dtype=torch.uint8).to(device) fake_images = torch.randint(0, 255, (100, 3, 299, 299), dtype=torch.uint8).to(device) # 更新度量状态 fid.update(real_images, real=True) fid.update(fake_images, real=False) kid.update(real_images, real=True) kid.update(fake_images, real=False) # 计算结果 fid_score = fid.compute() kid_mean, kid_std = kid.compute() print(f"FID: {fid_score.item():.3f}") print(f"KID: {kid_mean.item():.5f} ± {kid_std.item():.5f}") ``` ### 3. 关键参数说明 - **图像预处理**: - 必须缩放到299x299分辨率 - 像素值范围应为[0, 255]的uint8类型 - 通道顺序为(RGB) - **FID计算原理**: 基于Fréchet距离比较特征分布: $$ FID^2 = ||\mu_1 - \mu_2||^2 + Tr(\Sigma_1 + \Sigma_2 - 2(\Sigma_1\Sigma_2)^{1/2}) $$ [^4] - **GPU加速**: 通过`.to(device)`将计算转移到GPU,可提升10倍以上速度 ### 4. 注意事项 - 建议至少使用10000张图像计算可靠指标 - 不同框架的InceptionV3实现可能产生微小差异 - KID默认使用多项式核$k(x,y) = (x^Ty / d + 1)^3$
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