[Pytorch系列-71]：生成对抗网络GAN - 图像生成开源项目pytorch-CycleGAN-and-pix2pix

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第1章概述

1.1 代码架构与总体思路

1.2 本章基本思路

1.3 训练方式

第2章测试步骤

第1步：下载或克隆pytorch-CycleGAN-and-pix2pix所有代码

第2步：切换当前目录

第3步：安装依赖文件（可视化工具）

第4步：下载pix2pix数据集

第5步：下载预训练模型

第6步：启动可视化工具visdom

第7步：模型训练

第8步：效果展示

第1章概述

1.1 代码架构与总体思路

[Pytorch系列-63]：生成对抗网络GAN - 图像生成开源项目pytorch-CycleGAN-and-pix2pix - 代码总体架构_文火冰糖（王文兵）的博客-CSDN博客作者主页(文火冰糖的硅基工坊)：文火冰糖（王文兵）的博客_文火冰糖的硅基工坊_CSDN博客本文网址：目录第1章理论概述1.1普通GAN, pix2pix, CycleGAN和pix2pixHD的演变过程第2章 CycleGAN-and-pix2pix代码下载2.1 github代码链接2.2 github使用说明2.3 代码下载第3章CycleGAN-and-pix2pix代码代码结构3.1 目录结构3.2 图片转换的两大功能3.3 启动程序的三种方法..https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/121940011

1.2 本章基本思路

（1）Pycharm进行调试，替代命令行或Jupter

（2）选择所需要硬盘空间小的数据进行测试

（3）熟悉pytorch-CycleGAN-and-pix2pix项目的使用

（4）熟悉pix2pix模型训练

1.3 训练方式

从头开始训练
从预预训练模型开始训练（官网提供的预训练模型只包括G网络，不包括D网络）
从上次训练结果开始训练

第2章测试步骤

第1步：下载或克隆pytorch-CycleGAN-and-pix2pix所有代码

如果已经完成，可以跳过此步骤。

（1）Linux 命令行方式：!git clone https://github.com/junyanz/pytorch-CycleGAN-and-pix2pix

（2）Windows浏览器下载：https://github.com/junyanz/pytorch-CycleGAN-and-pix2pix

备注：

可以把代码下载或拷贝到jupter的工作目录中，以便后续可以通过jupter运行代码。

第2步：切换当前目录

（1）运行方式

Windows 命令行方式：cd xxx
jupter方式：

import os
os.chdir('pytorch-CycleGAN-and-pix2pix/')

Pycharm: 把工程文件copy到Pycharm工作目录中即可

第3步：安装依赖文件（可视化工具）

如果已经完成，可以跳过此步骤。

Windows 命令行方式

pip install -r requirements.txt

Jupter方式

!pip install -r requirements.txt

torch>=0.4.1
torchvision>=0.2.1
dominate>=2.3.1
visdom>=0.1.8.3

第4步：下载pix2pix数据集

（1）下载方式

Linux 命令行方式

bash ./datasets/download_pix2pix_dataset.sh facades

Jupter方式

!bash ./datasets/download_pix2pix_dataset.sh facades

Windows浏览器方式

根据./datasets/download_pix2pix_dataset.sh的内容，获取数据集URL，通过URL手工下载：Index of /pix2pix/datasets

备注：

有些数据集很多，高达8G, 下载时需留意硬盘空间是否可以承载。
pix2pix的数据集是成对出现的。
Facades和cityscapes数据集最小，方便测试验证。

（2）数据集的存放路径

存放路径：pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\datasets

备注：必须同名，不能改名

（3）支持的数据集

支持的数据集：

cityscapes：城市轮廓转换成城市街景实体
night2day：晚上转换成白天
edges2handbags：边沿转换成手提包
edges2shoes：边沿转换成鞋子
facades：房屋外观转换成房子实体（所需要的内存空间最小）
maps：地图轮廓转换成实体地图

第5步：下载预训练模型

（1）下载方式

Linux命令行方式

bash ./scripts/download_pix2pix_model.sh facades_label2photo

jupter方式

!bash ./scripts/download_pix2pix_model.sh facades_label2photo

Windows方式

根据download_pix2pix_model.sh脚步的内容，获取链接：

http://efrosgans.eecs.berkeley.edu/pix2pix/models-pytorch/

（2）存放路径

./checkpoints/{xxx}/latest_net_G.pth

xxx为模型名称。

备注：

需要把模型的名称，改为latest_net_G.pth，并存放在{xxx}目录中，这与使用预训练模型进行测试是不一样的。
官方的预训练模型，只有G网络的参数，没有D网络的参数，因此基本上需要重新训练。

第6步：启动可视化工具visdom

（1）启动visdom server

conda info -e

conda activate pytorch-gpu-os

python -m visdom.server

（2）启动visdom Client

http://localhost:8097

第7步：模型训练

（1）CPU方式（仅用于学习代码）运行

--dataroot ./datasets/facades --name facades_pix2pix --model pix2pix --direction BtoA

--gpu_ids -1 --niter_decay 1 --niter 1

--display_freq 1 --update_html_freq 1 --print_freq 1 --save_epoch_freq 5 --save_latest_freq 100

--gpu_ids -1：表示使用CPU进行训练。
-print_freq 1：每迭代多少次，在终端上打印一次提示信息, 默认100.
-display_freq 1：每迭代多少次，在visdom客户端可视化一次图像，默认400
--update_html_freq 1：每迭代多少次，更新一次html输出文件，默认1000.
--save_epoch_freq 5：每迭代多少次，存储一次模型参数
--save_latest_freq 100：每迭代多少次，存储一次模型参数
--niter 1：迭代的epoch次数，默认100
--niter_decay 1：迭代的epoch次数，对学习率进行一次衰减，默认100，总的epoc=niter + niter_decay + 1

备注：

该项目，采用GPU训练时，需要>8G的GPU内存，如果GPU条件不满足，在学习代码流程时，可以使用CPU进行训练
之所以修改这些默认参数，是因为CPU的训练太慢，不利于学习的效率。

（2）GPU方式（适用于正式训练模型）

--dataroot ./datasets/facades --name facades_pix2pix --model pix2pix --direction BtoA

备注：

在GPU的情况下，使用默认的参数。

（3）重头训练与基于先前的训练结果继续训练

--continue_train ：如果设置，则基于先前的训练结果继续训练，如果不设置，则从头开始训练。

第8步：效果展示

（1）控制台打印显示

dataset [AlignedDataset] was created
The number of training images = 400
initialize network with normal
initialize network with normal
model [Pix2PixModel] was created
---------- Networks initialized -------------
[Network G] Total number of parameters : 54.414 M
[Network D] Total number of parameters : 2.769 M
-----------------------------------------------

(epoch: 1, iters: 1, time: 0.861, data: 8.576) G_GAN: 1.932 G_L1: 35.501 D_real: 0.595 D_fake: 1.196
(epoch: 1, iters: 2, time: 0.861, data: 0.001) G_GAN: 1.457 G_L1: 52.500 D_real: 1.197 D_fake: 1.248
(epoch: 1, iters: 3, time: 0.791, data: 0.000) G_GAN: 0.957 G_L1: 39.967 D_real: 1.115 D_fake: 1.119

............................

(epoch: 2, iters: 400, time: 0.973, data: 0.000) G_GAN: 1.775 G_L1: 39.182 D_real: 0.137 D_fake: 0.277
End of epoch 2 / 2 Time Taken: 408 sec
learning rate = 0.0000000

Process finished with exit code 0

（2）visdom图形化显示

loss

训练结果

第9步：输出文件

（1）图片文件：

目录：

pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\checkpoints\facades_pix2pix\web\images

（2）模型文件

pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\checkpoints\facades_pix2pix\

内容：

latest_net_G.pth：最新的G网络模型文件, 再训练时，可以基于此文件进行继续训练
latest_net_D.pth：最新的D网络模型文件，再训练时，可以基于此文件进行继续训练
200_net_G.pth：迭代n次的G网络模型文件
200_net_D.pth：迭代n次的D网络模型文件

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