pytorch+深度学习实现图像的神经风格迁移

2024-09-05 02:36

本文主要是介绍pytorch+深度学习实现图像的神经风格迁移,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本文的完整代码和部署教程已上传至本人的GitHub仓库,欢迎各位朋友批评指正!

1.各代码文件详解

1.1 train.py

train.py 文件负责训练神经风格迁移模型。

  • 加载内容和风格图片:使用 utils.load_image 函数加载并预处理内容和风格图片。
  • 初始化生成图像:将内容图像加上随机噪声作为初始生成图像。
  • 加载模型:实例化并加载神经风格迁移模型。
  • 设置优化器和损失函数:使用 Adam 优化器和均方误差损失函数。
  • 定义内容损失和风格损失的计算函数:包括 _compute_content_loss, compute_content_loss, gram_matrix, _compute_style_loss, compute_style_loss, 和 total_loss
  • 计算目标内容图片和风格图片的特征:通过模型提取内容和风格特征。
  • 创建保存生成图片的文件夹:检查并创建输出目录。
  • 训练过程:使用 tqdm 显示训练进度条,进行多轮训练,每轮训练后保存生成的图片。

1.2 model.py

model.py 文件定义了神经风格迁移模型。

  • 定义获取 VGG19 模型的函数get_vgg19_model 函数从预训练的 VGG19 模型中提取指定层。
  • 定义神经风格迁移模型类NeuralStyleTransferModel 类继承自 nn.Module,包含模型的初始化和前向传播方法。

1.3 utils.py

utils.py 文件包含图像处理的辅助函数。

  • 定义图像归一化和反归一化函数normalizationdenormalization 函数对图像进行归一化和反归一化处理。
  • 定义加载和保存图像的函数load_image 函数加载并预处理图像,save_image 函数保存生成的图像。

1.4 settings.py

settings.py 文件包含训练过程中的各种配置参数。

  • 定义各种配置参数:包括内容图像路径、风格图像路径、输出目录、图像宽度和高度、学习率、训练轮数、每轮训练步数、内容损失和风格损失的权重因子、内容层和风格层的配置。

2.环境要求

  • 操作系统:Windows, macOS, 或 Linux
  • Python 版本:Python 3.6 及以上
  • 依赖库
    • torch:用于深度学习模型的构建和训练
    • torchvision:用于图像处理和预训练模型
    • PIL (或 Pillow):用于图像加载和保存
    • tqdm:用于显示训练进度条

3.结果展示

示例一

风格图片

在这里插入图片描述

原始图片

在这里插入图片描述

迁移结果

在这里插入图片描述

示例二

风格图片

在这里插入图片描述

原始图片

在这里插入图片描述

迁移结果

在这里插入图片描述

示例三

风格图片

在这里插入图片描述

原始图片在这里插入图片描述
迁移结果

在这里插入图片描述

本文参考了这一项目,在此深表感谢!这一项目使用的是tensorflow,本文采用的是当今更常用的pytorch。另外在学习过程中阅读了这一教程,这个教程也是采用了tensorflow,需要先用一个大数据集训练模型,但由于环境版本过旧,代码无法成功运行,将tensorflow改为pytorch后(代码在这个仓库),发现训练时间过长,且迁移效果很差,遂不采用这种思路,转为神经风格迁移,直接学习风格图片的特征并运用到原始图片上,训练速度很快且效果较好。

这篇关于pytorch+深度学习实现图像的神经风格迁移的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1137723

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