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在PyTorch中实现生成对抗网络(GAN)通常包括以下步骤:
- 定义生成器(Generator)和判别器(Discriminator)的网络结构:
import torch import torch.nn as nn # 定义生成器网络结构 class Generator(nn.Module): def __init__(self): super(Generator, self).__init__() # 定义网络结构 def forward(self, x): # 实现生成器的前向传播逻辑 return output # 定义判别器网络结构 class Discriminator(nn.Module): def __init__(self): super(Discriminator, self).__init__() # 定义网络结构 def forward(self, x): # 实现判别器的前向传播逻辑 return output
- 定义损失函数和优化器:
# 定义损失函数 criterion = nn.BCELoss() # 定义生成器和判别器的优化器 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))
- 训练生成对抗网络:
for epoch in range(num_epochs): for i, data in enumerate(dataloader): real_images = data batch_size = real_images.size(0) # 训练判别器 discriminator.zero_grad() real_labels = torch.ones(batch_size) fake_labels = torch.zeros(batch_size) # 计算判别器对真实图片的损失 output_real = discriminator(real_images) loss_real = criterion(output_real, real_labels) # 生成假图片并计算判别器对假图片的损失 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) # 更新判别器的参数 D_loss = loss_real + loss_fake D_loss.backward() D_optimizer.step() # 训练生成器 generator.zero_grad() output = discriminator(fake_images) G_loss = criterion(output, real_labels) # 更新生成器的参数 G_loss.backward() G_optimizer.step()
在训练过程中,生成器和判别器会相互竞争,通过不断迭代训练,生成器将学习生成更逼真的假图片,而判别器则会学习更好地区分真假图片。最终,生成器将生成逼真的假图片,以欺骗判别器。