当前位置: 首页 > news >正文

Pytorch Advanced(三) Neural Style Transfer

神经风格迁移在之前的博客中已经用keras实现过了,比较复杂,keras版本。

这里用pytorch重新实现一次,原理图如下:


from __future__ import division
from torchvision import models
from torchvision import transforms
from PIL import Image
import argparse
import torch
import torchvision
import torch.nn as nn
import numpy as npdevice = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')

加载图像

def load_image(image_path, transform=None, max_size=None, shape=None):"""Load an image and convert it to a torch tensor."""image = Image.open(image_path)if max_size:scale = max_size / max(image.size)size = np.array(image.size) * scaleimage = image.resize(size.astype(int), Image.ANTIALIAS)if shape:image = image.resize(shape, Image.LANCZOS)if transform:image = transform(image).unsqueeze(0)return image.to(device)

这里用的模型是 VGG-19,所要用的是网络中的5个卷积层

class VGGNet(nn.Module):def __init__(self):"""Select conv1_1 ~ conv5_1 activation maps."""super(VGGNet, self).__init__()self.select = ['0', '5', '10', '19', '28'] self.vgg = models.vgg19(pretrained=True).featuresdef forward(self, x):"""Extract multiple convolutional feature maps."""features = []for name, layer in self.vgg._modules.items():x = layer(x)if name in self.select:features.append(x)return features

 模型结构如下,可以看到使用序列模型来写的VGG-NET,所以标号即层号,我们要保存的是['0', '5', '10', '19', '28'] 的输出结果。

VGG((features): Sequential((0): Conv2d(3, 64, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(1): ReLU(inplace)(2): Conv2d(64, 64, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(3): ReLU(inplace)(4): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)(5): Conv2d(64, 128, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(6): ReLU(inplace)(7): Conv2d(128, 128, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(8): ReLU(inplace)(9): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)(10): Conv2d(128, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(11): ReLU(inplace)(12): Conv2d(256, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(13): ReLU(inplace)(14): Conv2d(256, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(15): ReLU(inplace)(16): Conv2d(256, 256, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(17): ReLU(inplace)(18): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)(19): Conv2d(256, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(20): ReLU(inplace)(21): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(22): ReLU(inplace)(23): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(24): ReLU(inplace)(25): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(26): ReLU(inplace)(27): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False)(28): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(29): ReLU(inplace)(30): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(31): ReLU(inplace)(32): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(33): ReLU(inplace)(34): Conv2d(512, 512, kernel_size=(3, 3), stride=(1, 1), padding=(1, 1))(35): ReLU(inplace)(36): MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2, padding=0, dilation=1, ceil_mode=False))(avgpool): AdaptiveAvgPool2d(output_size=(7, 7))(classifier): Sequential((0): Linear(in_features=25088, out_features=4096, bias=True)(1): ReLU(inplace)(2): Dropout(p=0.5)(3): Linear(in_features=4096, out_features=4096, bias=True)(4): ReLU(inplace)(5): Dropout(p=0.5)(6): Linear(in_features=4096, out_features=1000, bias=True))
)

 训练:

接下来对训练过程进行解释:

1、加载风格图像和内容图像,我们在之前的博客中使用的一幅加噪图进行训练,这里是用的内容图像的拷贝。

2、我们需要优化的就是作为目标的内容图像拷贝,可以看到target需要求导。

3、VGGnet参数是不需要优化的,所以设置为验证状态。

4、将3幅图像输入网络,得到总共15个输出(每个图像有5层的输出)

5、内容损失:这里是遍历5个层的输出来计算损失,而在keras版本中只用了第4层的输出计算损失

6、风格损失:同样计算格拉姆风格矩阵,将每一层的风格损失叠加,得到总的风格损失,计算公式同样和keras版本有所不一样

7、反向传播

def main(config):# Image preprocessing# VGGNet was trained on ImageNet where images are normalized by mean=[0.485, 0.456, 0.406] and std=[0.229, 0.224, 0.225].# We use the same normalization statistics here.transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize(mean=(0.485, 0.456, 0.406), std=(0.229, 0.224, 0.225))])# Load content and style images# Make the style image same size as the content imagecontent = load_image(config.content, transform, max_size=config.max_size)style = load_image(config.style, transform, shape=[content.size(2), content.size(3)])# Initialize a target image with the content imagetarget = content.clone().requires_grad_(True)optimizer = torch.optim.Adam([target], lr=config.lr, betas=[0.5, 0.999])vgg = VGGNet().to(device).eval()for step in range(config.total_step):# Extract multiple(5) conv feature vectorstarget_features = vgg(target)content_features = vgg(content)style_features = vgg(style)style_loss = 0content_loss = 0for f1, f2, f3 in zip(target_features, content_features, style_features):# Compute content loss with target and content imagescontent_loss += torch.mean((f1 - f2)**2)# Reshape convolutional feature maps_, c, h, w = f1.size()f1 = f1.view(c, h * w)f3 = f3.view(c, h * w)# Compute gram matrixf1 = torch.mm(f1, f1.t())f3 = torch.mm(f3, f3.t())# Compute style loss with target and style imagesstyle_loss += torch.mean((f1 - f3)**2) / (c * h * w) # Compute total loss, backprop and optimizeloss = content_loss + config.style_weight * style_loss optimizer.zero_grad()loss.backward()optimizer.step()if (step+1) % config.log_step == 0:print ('Step [{}/{}], Content Loss: {:.4f}, Style Loss: {:.4f}' .format(step+1, config.total_step, content_loss.item(), style_loss.item()))if (step+1) % config.sample_step == 0:# Save the generated imagedenorm = transforms.Normalize((-2.12, -2.04, -1.80), (4.37, 4.46, 4.44))img = target.clone().squeeze()img = denorm(img).clamp_(0, 1)torchvision.utils.save_image(img, 'output-{}.png'.format(step+1))

写在if __name__=="__main__"后面的语句只会在本脚本中才能被执行,被调用时是不会被执行的。 

python的命令行工具:argparse,很优雅的添加参数

但是由于jupyter不支持添加外部参数,所以使用了外部博客的方法来支持(记住更改读取图片的位置)

import sys
if __name__ == "__main__":#解决方案来自于博客if '-f' in sys.argv:sys.argv.remove('-f')parser = argparse.ArgumentParser()parser.add_argument('--content', type=str, default='png/content.png')parser.add_argument('--style', type=str, default='png/style.png')parser.add_argument('--max_size', type=int, default=400)parser.add_argument('--total_step', type=int, default=2000)parser.add_argument('--log_step', type=int, default=10)parser.add_argument('--sample_step', type=int, default=500)parser.add_argument('--style_weight', type=float, default=100)parser.add_argument('--lr', type=float, default=0.003)#config = parser.parse_args()config = parser.parse_known_args()[0]   #参考博客 https://blog.csdn.net/ken_for_learning/article/details/89675904print(config)main(config)

相关文章:

Pytorch Advanced(三) Neural Style Transfer

神经风格迁移在之前的博客中已经用keras实现过了,比较复杂,keras版本。 这里用pytorch重新实现一次,原理图如下: from __future__ import division from torchvision import models from torchvision import transforms from PIL…...

英飞凌TC3xx--深度手撕HSM安全启动(三)--TC3xx HSM系统架构

今天聊TC3xx HSM系统,包括所用内核、UCB相关信息、Host和HSM交互方式。 1、HSM系统架构 下图来源于英飞凌官网培训材料。 TC3xx的HSM内核是一颗32位的ARM Cortex M3,主频可达100MHz,支持对称算法AES128、非对称算法PKC(Public Key Crypto) ECC256、Hash SHA2,以及T…...

黑马JVM总结(五)

(1)方法区 它是所有java虚拟机 线程共享的区,存储着跟类的结构相关的信息,类的成员变量,方法数据,成员方法,构造器方法,特殊方法(类的构造器) 方法区在虚拟机…...

C语言入门Day_18 判断和循坏的小结

目录 前言: 1.判断 2.循环 3.课堂笔记 4.思维导图 前言: 判断语句和循环语句都可以大致分为三个部分,第一个部分是固定的语法格式;第二部分是代码的执行顺序,第三部分是判断和循环成立与否的判断条件。 1.判断 1…...

mac 好用的工具推荐

mac 好用的工具推荐 落雪:全网的音乐畅听,下载地址:https://github.com/lyswhut/lx-music-desktopMotrix: 免费下载工具,下载地址:https://xclient.info/s/motrix.html#versionsDownie:视频下载工具&#x…...

星际争霸之小霸王之小蜜蜂(十二)--猫有九条命

系列文章目录 星际争霸之小霸王之小蜜蜂(十一)--杀杀杀 星际争霸之小霸王之小蜜蜂(十)--鼠道 星际争霸之小霸王之小蜜蜂(九)--狂鼠之灾 星际争霸之小霸王之小蜜蜂(八)--蓝皮鼠和大…...

【软件分析/静态分析】chapter8 课程11/12 指针分析—上下文敏感(Pointer Analysis - Context Sensitivity)

🔗 课程链接:李樾老师和谭天老师的: 南京大学《软件分析》课程11(Pointer Analysis - Context Sensitivity I)_哔哩哔哩_bilibili 南京大学《软件分析》课程12(Pointer Analysis - Context Sensitivity II&…...

时间复杂度与空间复杂度详解

时间复杂度与空间复杂度详解🦖 一、算法效率1.1 如何衡量一个算法的好坏1.2 算法的复杂度 二、时间复杂度2.1 时间复杂度的定义2.2 大O的渐进表示法2.3 如何记录表示算法复杂度 三、空间复杂度3.1 空间复杂度的定义3.2 小试牛刀 一、算法效率 1.1 如何衡量一个算法…...

目录操作函数

mkdir函数 rmdir函数 删除空目录 rename函数 换名 chdir函数 修改当前的工作目录 getcwd函数 获取当前工作的路径...

PlantUML入门教程:画时序图

软件工程中会用到各种UML图,例如用例图、时序图等。那我们能不能像写代码一样去画图呢? 今天推荐一款软件工程师的作图利器--PlantUML,它能让你用写代码的方式快速画出UML图。 一、什么是PlantUML? PlantUML是一个允许你快速作出…...

C#范围运算符

C#8.0语法中,范围运算符是一种用于快速截取序列的运算符,其语法为 “start…end”,表示从序列的 “start” 索引处开始,一直截取到"end" 索引处为止(包括 “end” 索引处的元素)。范围运算符主要…...

云数据库知识学习——云数据库产品、云数据库系统架构

一、云数据库产品 1.1、云数据库厂商概述 云数据库供应商主要分为三类。 ① 传统的数据库厂商,如 Teradata、Oracle、IBM DB2 和 Microsoft SQL Server 等。 ② 涉足数据库市场的云供应商,如 Amazon、Google、Yahoo!、阿里、百度、腾讯…...

C++中引用详解!

前言: 本文旨在讲解C中引用的相关操作,以及引用的一些注意事项!搬好小板凳,干货来了! 引用的概念 何谓引用呢?引用其实很容易理解,比如李华这个同学,他因为很调皮,所以…...

VUE3+TS项目无法找到模块“../version/version.js”的声明文件

问题描述 在导入 ../version/version.js 文件时,提示无法找到模块 解决方法 将version.js改为version.ts可以正常导入 注意,因为version.js是我自己写的模块,我可以直接该没有关系,但是如果是引入的其他的第三方包&#xff0c…...

数据结构-堆的实现及应用(堆排序和TOP-K问题)

数据结构-堆的实现及应用[堆排序和TOP-K问题] 一.堆的基本知识点1.知识点 二.堆的实现1.堆的结构2.向上调整算法与堆的插入2.向下调整算法与堆的删除 三.整体代码四.利用回调函数避免对向上和向下调整算法的修改1.向上调整算法的修改2.向下调整算法的修改3.插入元素和删除元素函…...

Spring 条件注解没生效?咋回事

条件注解相信各位小伙伴都用过,Spring 中的多环境配置 profile 底层就是通过条件注解来实现的,松哥在之前的 Spring 视频中也有和大家详细介绍过条件注解的使用,感兴趣的小伙伴戳这里:Spring源码应该怎么学?。 从 Spr…...

96. 不同的二叉搜索树

class Solution { public:int numTrees(int n) {if (n0) {return 1;}vector<int> dp(n1, 0);dp[0] 1;dp[1] 0;for (int i 1; i < n; i) {for (int j 0; j < i; j) {dp[i] dp[j] * dp[i - 1 - j];}}return dp[n];} };...

Android Jetpack 中Hilt的使用

Hilt 是 Android 的依赖项注入库&#xff0c;可减少在项目中执行手动依赖项注入的样板代码。执行 手动依赖项注入 要求您手动构造每个类及其依赖项&#xff0c;并借助容器重复使用和管理依赖项。 Hilt 通过为项目中的每个 Android 类提供容器并自动管理其生命周期&#xff0c;…...

批量采集的时间管理与优化

在进行大规模数据采集时&#xff0c;如何合理安排和管理爬取任务的时间成为了每个专业程序员需要面对的挑战。本文将分享一些关于批量采集中时间管理和优化方面的实用技巧&#xff0c;帮助你提升爬虫工作效率。 1. 制定明确目标并设置合适频率 首先要明确自己所需获取数据的范…...

uniApp监听左右滑动事件

监听左右滑动事件的步骤 1. 添加需要监听滑动事件的元素 在你的页面中&#xff0c;添加需要监听滑动事件的元素。这可以是一个 view、swiper 或其他组件&#xff0c;取决于你的需求。例如&#xff1a; <template><view class"body" touchstart"touc…...

FastAPI流式AI接口设计陷阱大全(2024高频真题+源码级调试实录)

第一章&#xff1a;FastAPI流式AI接口设计陷阱大全&#xff08;2024高频真题源码级调试实录&#xff09;流式响应被中间件静默截断 FastAPI 默认启用的 Starlette 中间件&#xff08;如 HTTPSRedirectMiddleware 或自定义日志中间件&#xff09;可能在未显式处理 StreamingResp…...

电动汽车工程师视角:碳化硅模块在电驱系统中的应用实战(含热管理设计)

碳化硅功率模块在电动汽车电驱系统中的工程实践 当一辆搭载碳化硅逆变器的电动汽车从静止加速到100km/h时&#xff0c;功率模块内部的温度变化可能超过100℃。这种极端工况正是第三代半导体材料大显身手的舞台。作为参与过多个量产项目的电驱系统工程师&#xff0c;我想分享一些…...

TinyMCE 5插件开发实战:手把手教你定制首行缩进功能(Vue版)

TinyMCE 5插件开发实战&#xff1a;手把手教你定制首行缩进功能&#xff08;Vue版&#xff09; 在内容创作领域&#xff0c;富文本编辑器的灵活性和扩展性往往决定了最终的用户体验。TinyMCE作为一款广受欢迎的富文本编辑器&#xff0c;其插件系统为开发者提供了无限可能。本文…...

基于MATLAB的模拟退火粒子群算法在含分布式电源配电网多目标优化中的应用

310.基于matlab的模拟退火粒子群算法对含分布式电源的配电网进行多目标优化&#xff0c;目标函数包括总有功网损、总投资与运行成本、电压稳定欲度。 和目标函数相关参数有单位分布式电源投资成本、运行成本&#xff0c;分布式电源设备使用年限、贴现率等。 经过优化得到最佳结…...

沈阳装修靠谱的机构

在沈阳装修新家&#xff0c;最怕遇到不靠谱的装修公司——工期拖延、增项不断、工艺粗糙、售后无门。想要省心、放心、安心地完成装修&#xff0c;选择一家经验丰富、工艺扎实、信誉良好的机构至关重要。在众多沈阳装修公司中&#xff0c;沈阳富田装饰装修工程有限公司以其深厚…...

效率革命:设计师必备的Sketch批量命名神器RenameIt完全指南

效率革命&#xff1a;设计师必备的Sketch批量命名神器RenameIt完全指南 【免费下载链接】RenameIt Keep your Sketch files organized, batch rename layers and artboards. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/re/RenameIt 在现代UI/UX设计流程中&#xff0c;保…...

OpenClaw备份方案:GLM-4-7-Flash自动加密重要文件并上传网盘

OpenClaw备份方案&#xff1a;GLM-4-7-Flash自动加密重要文件并上传网盘 1. 为什么需要自动化加密备份 去年的一次硬盘故障让我损失了三个月的项目资料&#xff0c;这件事彻底改变了我对数据安全的认知。传统备份方案要么需要手动操作&#xff08;容易遗忘&#xff09;&#…...

Sourcetrail实战:如何利用可视化分析加速大型C++项目代码理解

1. 为什么大型C项目需要可视化分析工具 接手一个百万行级别的C项目是什么体验&#xff1f;我第一次接触MariaDB源码时&#xff0c;面对层层嵌套的类继承、错综复杂的函数调用链&#xff0c;光是理清handler类的派生关系就花了整整两天。这种经历让我深刻意识到&#xff1a;传统…...

ViGEmBus虚拟手柄驱动:Windows内核级游戏控制器模拟核心技术解析与应用指南

ViGEmBus虚拟手柄驱动&#xff1a;Windows内核级游戏控制器模拟核心技术解析与应用指南 【免费下载链接】ViGEmBus Windows kernel-mode driver emulating well-known USB game controllers. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vi/ViGEmBus ViGEmBus作为Windows…...

Verilog进阶实战:独热码状态机设计序列检测器的核心技巧

1. 独热码状态机的设计哲学 第一次接触独热码(One-Hot)编码时&#xff0c;我盯着那串只有一个1的状态编码看了半天——这不就是硬件版的"单选题"吗&#xff1f;每个状态都有自己的专属VIP通道&#xff0c;这种设计理念在中小规模状态机中简直是降维打击。记得去年做电…...