Matalb实现基于生成对抗网络(GAN)的图片生成——附代码

本文介绍了基于Matlab的生成对抗网络(GAN)实现,特别是卷积GAN(DCGAN)的训练和构建过程。通过生成器和判别器的相互对抗训练,生成器能从随机噪声中生成逼真的彩色图片,而判别器则试图区分真实图片和生成图片。文章提供了详细的Matlab代码,适合初学者入门。

目录

摘要:

生成对抗网络的介绍:

生成对抗网络的训练方案:

生成对抗网络的构建:

(1)生成器网络:

(2)判别器网络:

本文模型运行结果展示:

本文Matlab代码分享: 


摘要:

生成对抗网络 (GAN) 是一种深度学习网络,它能够生成与真实输入数据具有相似特征的数据。本文基于Matlab平台,使用Matlab自带的深度学习工具箱和自带的训练数据,构建了卷积生成对抗网络(DCGAN),实现了对彩色图片的样本生成,其中生成器的输入是噪声序列,输出是生成的图片;判别器的输入是真实的图片和生成器生成的虚伪图片,输出是该图片是真实图片的概率。生成对抗网络训练过程中生成器和判别器互相对抗,最后到达平衡,即生成器生成的图片使得判别器无法判断是真实的还是虚假的。

一个GAN由两个一起训练的网络组成:

生成器 - 给定随机值(潜在输入)向量作为输入,此网络可生成与训练数据具有相同结构的数据。

判别器 - 给定包含来自训练数据和来自生成器的生成数据的观测值的数据批量,此网络尝试将观测值划分为"real"或"generated"。

本文注释清楚,几乎每一行都有注释,适合新手入门学习

生成对抗网络的介绍:

生成式对抗网络(GAN,GenerativeAdversarialNetworks)是一种深度学习模型,是近年来复杂分布上无监督学习最具前景的方法之一。模型通过框架中(至少)两个模块:

<think>我们参考了引用[1]和引用[3]中关于生成纯音的代码片段。引用[1]中展示了生成简谐信号(即纯音)并保存为.wav文件的方法,引用[3]则给出了一个更简洁的生成纯音并保存的示例。 根据这些引用,生成纯音的基本步骤包括: 1. 设置纯音参数:频率(frequency)、持续时间(duration)、采样率(sampleRate)。 2. 生成时间向量(time)。 3. 生成正弦波信号:signal = sin(2 * pi * frequency * time)。 4. 使用audiowrite函数将信号保存为.wav文件。 因此,我们可以编写如下代码: </think> 以下是一个使用MATLAB生成纯音并保存为WAV文件的完整代码示例(基于引用[1]和[3]的优化实现): ```matlab % MATLAB纯音生成与保存 clear; clc; close all; % 基本参数设置 frequency = 1000; % 纯音频率(Hz),可修改为任意值(20~20000) duration = 2; % 持续时间() sampleRate = 44100; % 采样率(Hz),CD音质标准 amplitude = 0.8; % 振幅(0~1范围) % 生成时间向量 t = 0:1/sampleRate:duration; % 时间向量(从0到duration秒) % 生成纯音信号(正弦波) pureTone = amplitude * sin(2 * pi * frequency * t); % 播放声音(可选) sound(pureTone, sampleRate); % 保存为WAV文件 filename = sprintf('pureTone_%dHz_%ds.wav', frequency, duration); audiowrite(filename, pureTone, sampleRate); fprintf('已保存: %s\n', filename); % 绘制波形(前200个采样点) figure; plot(t(1:200), pureTone(1:200)); xlabel('时间(s)'); ylabel('振幅'); title(sprintf('%d Hz纯音波形', frequency)); grid on; ``` ### 关键参数说明: 1. **频率调整**:修改`frequency`值(单位Hz),人类可听范围20-20000Hz - 示例:`1000`(标准测试音),`440`(A4标准音高) 2. **持续时间**:调整`duration`值(单位秒) 3. **采样率**:`sampleRate`建议值: - 8000 Hz (电话音质) - 44100 Hz (CD音质,默认) - 48000 Hz (专业音频) 4. **振幅**:`amplitude`范围0~1,避免超过1导致削波失真 ### 应用场景: 1. 听力测试[^2] 2. 音频信号处理实验[^1] 3. 声学心理物理实验 4. 音乐合成基础元件
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