1 | 从0开始学PyTorch
GAN网络实验
今天这一节还是练手小实验。 这个实验的方案是使用一个能把马变成斑马的网络，这个网络是基于GAN（generative adversarial network 生成对抗网络）来构建的。所谓的生成对抗网络可以理解成有两个人，一个是古董鉴定大师，一个赝品伪造大师，当然最开始他俩都比较弱，但是在训练网络的过程中，实现的逻辑就是赝品伪造大师造出来赝品给鉴定大师看，鉴定大师判断这是不是赝品，然后把结果告诉伪造大师，伪造大师就再调整自己的伪造手段，不断的尝试新的技巧，比如把赝品泡在油里面，或者把赝品埋在土里等等，经过不停的演进，伪造大师造出来的赝品就可以以假乱真了。
当然，在学习之初我们也不需要关心具体的模型结构，直接来动手跑一下吧。 前面是一些必须的函数定义部分，大概是生成器模型构造的过程，我也不是很懂，就暂且这么写吧。
import torch
import torch.nn as nn
class ResNetBlock(nn.Module): # <1>
def __init__(self, dim):
super(ResNetBlock, self).__init__()
self.conv_block = self.build_conv_block(dim)
def build_conv_block(self, dim):
conv_block = []
conv_block += [nn.ReflectionPad2d(1)]
conv_block += [nn.Conv2d(dim, dim, kernel_size=3, padding=0, bias=True),
nn.InstanceNorm2d(dim),
nn.ReLU(True)]
conv_block += [nn.ReflectionPad2d(1)]
conv_block += [nn.Conv2d(dim, dim, kernel_size=3, padding=0, bias=True),
nn.InstanceNorm2d(dim)]
return nn.Sequential(*conv_block)
def forward(self, x):
out = x + self.conv_block(x) # <2>
return out
class ResNetGenerator(nn.Module):
def __init__(self, input_nc=3, output_nc=3, ngf=64, n_blocks=9): # <3>
assert(n_blocks >= 0)
super(ResNetGenerator, self).__init__()
self.input_nc = input_nc
self.output_nc = output_nc
self.ngf = ngf
model = [nn.ReflectionPad2d(3),
nn.Conv2d(input_nc, ngf, kernel_size=7, padding=0, bias=True),
nn.InstanceNorm2d(ngf),
nn.ReLU(True)]
n_downsampling = 2
for i in range(n_downsampling):
mult = 2**i
model += [nn.Conv2d(ngf * mult, ngf * mult * 2, kernel_size=3,
stride=2, padding=1, bias=True),
nn.InstanceNorm2d(ngf * mult * 2),
nn.ReLU(True)]
mult = 2**n_downsampling
for i in range(n_blocks):
model += [ResNetBlock(ngf * mult)]
for i in range(n_downsampling):
mult = 2**(n_downsampling - i)
model += [nn.ConvTranspose2d(ngf * mult, int(ngf * mult / 2),
kernel_size=3, stride=2,
padding=1, output_padding=1,
bias=True),
nn.InstanceNorm2d(int(ngf * mult / 2)),
nn.ReLU(True)]
model += [nn.ReflectionPad2d(3)]
model += [nn.Conv2d(ngf, output_nc, kernel_size=7, padding=0)]
model += [nn.Tanh()]
self.model = nn.Sequential(*model)
def forward(self, input): # <3>
return self.model(input)然后是实例化，并从已经保存的模型文件中把模型参数读出来
netG = ResNetGenerator()
model_path = '../../data/p1ch2/horse2zebra_0.4.0.pth'
model_data = torch.load(model_path)
netG.load_state_dict(model_data)
紧接着就跟我们上一节的方式一样了,开启网络的eval模式，定义预处理方法，然后把图片读进来
netG.eval()
from PIL import Image
from torchvision import transforms
preprocess = transforms.Compose([transforms.Resize(256),
transforms.ToTensor()])
img = Image.open("../../data/p1ch2/horse.jpg")
img
这里用的原图如下所示
对图像数据进行向量化并生成batch数据，然后丢进已经训练好的网络中
img_t = preprocess(img)
batch_t = torch.unsqueeze(img_t, 0)
out_t = (batch_out.data.squeeze() + 1.0) / 2.0
out_img = transforms.ToPILImage()(out_t)
# out_img.save('../data/p1ch2/zebra.jpg')
out_img
我们看一下效果
看起来效果还是不错的，除了马本身，其他的地方基本上没有什么变化，虽然细节的位置处理的有点不是那么好，但是总体来说还不错，绝大部分人基本上可以把它看做是一匹斑马了。 不过，这时候我想知道，如果把上一节的金毛狗狗放进去会是什么情况，于是我又操作了一下。
from PIL import Image
from torchvision import transforms
img = Image.open("../../data/p1ch2/bobby.jpg")
img_t = preprocess(img)
batch_t = torch.unsqueeze(img_t, 0)
batch_out = netG(batch_t)
out_t = (batch_out.data.squeeze() + 1.0) / 2.0
out_img = transforms.ToPILImage()(out_t)
# out_img.save('../data/p1ch2/zebra.jpg')
out_img
结果如下图所示，金毛狗狗的脖子还有耳朵上有斑马纹，另外旁边的沙发和地板也有一些变化，好吧，看来还是只能处理马。
Torch Hub
这里为什么要说Torch Hub呢，其实一提起Hub大家都知道有很多好的Hub网站，提供了大量免费的资源，让得我们在庞大互联网上寻找资源不再是那么费劲，比如我们的GitHub。对于Torch Hub，也是基于这样的想法，目的就是收集众多的模型，形成一个存储库，其中定义了一套标准的API，任何想要使用的人都可以经过简单的API调用来使用那些成熟的模型，而不再需要每一个模型都去学习一套API。 当我们去调用一个模型的时候，可以使用下面的代码
import torch
from torch import hub
resnet18_model = hub.load('pytorch/vision:master',
'resnet18',
pretrained=True)
写了这段代码，就可以直接从线上库里获得训练好的模型，当然，我在执行这段代码的时候遇到了一些问题，首先是这个库里已经没有了master分支，这不是问题，把它改成了main。然后，就在最新的代码里，加入了一行代码导致我的运行出错了。我查了一段时间，但是暂时还没找到解决方案，所以这个问题暂时先放到这里，等我解决了再来更新。
问题说明： 在最新版的torchvision的hubconf.py 文件里加入了这个from torchvision.models import get_weight，但是在torchvision.models我似乎没找到这个get_weight方法，这句代码刚加了3天，或许全替换成新的nightly版本会修复这个问题。
好了，今天先写这么多。
腾讯云开发者
