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如何在PyTorch中實現生成對抗網絡

小樊
91
2024-03-05 18:23:16
欄目: 編程語言

在PyTorch中實現生成對抗網絡(GAN)通常包括以下步驟:

  1. 定義生成器(Generator)和判別器(Discriminator)的網絡結構:
import torch
import torch.nn as nn

# 定義生成器網絡結構
class Generator(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Generator, self).__init__()
        # 定義網絡結構

    def forward(self, x):
        # 實現生成器的前向傳播邏輯
        return output

# 定義判別器網絡結構
class Discriminator(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Discriminator, self).__init__()
        # 定義網絡結構

    def forward(self, x):
        # 實現判別器的前向傳播邏輯
        return output
  1. 定義損失函數和優化器:
# 定義損失函數
criterion = nn.BCELoss()

# 定義生成器和判別器的優化器
G_optimizer = torch.optim.Adam(generator.parameters(), lr=0.0002, betas=(0.5, 0.999))
D_optimizer = torch.optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=0.0002, betas=(0.5, 0.999))
  1. 訓練生成對抗網絡:
for epoch in range(num_epochs):
    for i, data in enumerate(dataloader):
        real_images = data
        batch_size = real_images.size(0)

        # 訓練判別器
        discriminator.zero_grad()
        real_labels = torch.ones(batch_size)
        fake_labels = torch.zeros(batch_size)

        # 計算判別器對真實圖片的損失
        output_real = discriminator(real_images)
        loss_real = criterion(output_real, real_labels)

        # 生成假圖片并計算判別器對假圖片的損失
        z = torch.randn(batch_size, latent_dim, 1, 1)
        fake_images = generator(z)
        output_fake = discriminator(fake_images.detach())
        loss_fake = criterion(output_fake, fake_labels)

        # 更新判別器的參數
        D_loss = loss_real + loss_fake
        D_loss.backward()
        D_optimizer.step()

        # 訓練生成器
        generator.zero_grad()
        output = discriminator(fake_images)
        G_loss = criterion(output, real_labels)

        # 更新生成器的參數
        G_loss.backward()
        G_optimizer.step()

在訓練過程中,生成器和判別器會相互競爭,通過不斷迭代訓練,生成器將學習生成更逼真的假圖片,而判別器則會學習更好地區分真假圖片。最終,生成器將生成逼真的假圖片,以欺騙判別器。

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