توليد صور ببيانات قليلة باستخدام S3GAN

عرض على TensorFlow.org تشغيل في Google Colab عرض على جيثب تحميل دفتر انظر نماذج TF Hub

هذا الكمبيوتر الدفتري عبارة عن عرض توضيحي لشبكات الخصومة التوليدية المدربة على ImageNet باستخدام أقل من 2.5٪ من البيانات المصنفة باستخدام تقنيات التعلم الذاتي وشبه الإشراف. تتوفر كلا مولد والممي النماذج على TF المحور .

لمزيد من المعلومات حول نماذج وإجراءات التدريب ترى لدينا مشاركة المدونة و رقة [1]. رمز لتدريب هذه النماذج متاح في جيثب .

للبدء ، اتصل بوقت التشغيل واتبع الخطوات التالية:

  1. (اختياري) حدد نموذجًا في خلية الرمز الثانية أدناه.
  2. انقر وقت التشغيل> تشغيل كافة لتشغيل كل خلية في النظام.
    • بعد ذلك ، يجب أن يتم تحديث المرئيات التفاعلية تلقائيًا عندما تقوم بتعديل الإعدادات باستخدام أشرطة التمرير والقوائم المنسدلة.

[1] ماريو وسيتش *، مايكل تشانين *، مارفن ريتر *، شياو هوا تشاي، أوليفييه Bachem وسيلفان وجيلي، عالية الدقة صورة الجيل مع تسميات أقل ، ICML 2019.

يثبت

# @title Imports and utility functions
import os

import IPython
from IPython.display import display
import numpy as np
import PIL.Image
import pandas as pd
import six

import tensorflow.compat.v1 as tf
tf.disable_v2_behavior()

import tensorflow_hub as hub

def imgrid(imarray, cols=8, pad=1):
  pad = int(pad)
  assert pad >= 0
  cols = int(cols)
  assert cols >= 1
  N, H, W, C = imarray.shape
  rows = int(np.ceil(N / float(cols)))
  batch_pad = rows * cols - N
  assert batch_pad >= 0
  post_pad = [batch_pad, pad, pad, 0]
  pad_arg = [[0, p] for p in post_pad]
  imarray = np.pad(imarray, pad_arg, 'constant')
  H += pad
  W += pad
  grid = (imarray
          .reshape(rows, cols, H, W, C)
          .transpose(0, 2, 1, 3, 4)
          .reshape(rows*H, cols*W, C))
  return grid[:-pad, :-pad]


def imshow(a, format='png', jpeg_fallback=True):
  a = np.asarray(a, dtype=np.uint8)
  if six.PY3:
    str_file = six.BytesIO()
  else:
    str_file = six.StringIO()
  PIL.Image.fromarray(a).save(str_file, format)
  png_data = str_file.getvalue()
  try:
    disp = display(IPython.display.Image(png_data))
  except IOError:
    if jpeg_fallback and format != 'jpeg':
      print ('Warning: image was too large to display in format "{}"; '
             'trying jpeg instead.').format(format)
      return imshow(a, format='jpeg')
    else:
      raise
  return disp


class Generator(object):

  def __init__(self, module_spec):
    self._module_spec = module_spec
    self._sess = None
    self._graph = tf.Graph()
    self._load_model()

  @property
  def z_dim(self):
    return self._z.shape[-1].value

  @property
  def conditional(self):
    return self._labels is not None

  def _load_model(self):
    with self._graph.as_default():
      self._generator = hub.Module(self._module_spec, name="gen_module",
                                   tags={"gen", "bsNone"})
      input_info = self._generator.get_input_info_dict()
      inputs = {k: tf.placeholder(v.dtype, v.get_shape().as_list(), k)
                for k, v in self._generator.get_input_info_dict().items()}
      self._samples = self._generator(inputs=inputs, as_dict=True)["generated"]
      print("Inputs:", inputs)
      print("Outputs:", self._samples)
      self._z = inputs["z"]
      self._labels = inputs.get("labels", None)

  def _init_session(self):
    if self._sess is None:
      self._sess = tf.Session(graph=self._graph)
      self._sess.run(tf.global_variables_initializer())

  def get_noise(self, num_samples, seed=None):
    if np.isscalar(seed):
      np.random.seed(seed)
      return np.random.normal(size=[num_samples, self.z_dim])
    z = np.empty(shape=(len(seed), self.z_dim), dtype=np.float32)
    for i, s in enumerate(seed):
      np.random.seed(s)
      z[i] = np.random.normal(size=[self.z_dim])
    return z

  def get_samples(self, z, labels=None):
    with self._graph.as_default():
      self._init_session()
      feed_dict = {self._z: z}
      if self.conditional:
        assert labels is not None
        assert labels.shape[0] == z.shape[0]
        feed_dict[self._labels] = labels
      samples = self._sess.run(self._samples, feed_dict=feed_dict)
      return np.uint8(np.clip(256 * samples, 0, 255))


class Discriminator(object):

  def __init__(self, module_spec):
    self._module_spec = module_spec
    self._sess = None
    self._graph = tf.Graph()
    self._load_model()

  @property
  def conditional(self):
    return "labels" in self._inputs

  @property
  def image_shape(self):
    return self._inputs["images"].shape.as_list()[1:]

  def _load_model(self):
    with self._graph.as_default():
      self._discriminator = hub.Module(self._module_spec, name="disc_module",
                                       tags={"disc", "bsNone"})
      input_info = self._discriminator.get_input_info_dict()
      self._inputs = {k: tf.placeholder(v.dtype, v.get_shape().as_list(), k)
                      for k, v in input_info.items()}
      self._outputs = self._discriminator(inputs=self._inputs, as_dict=True)
      print("Inputs:", self._inputs)
      print("Outputs:", self._outputs)

  def _init_session(self):
    if self._sess is None:
      self._sess = tf.Session(graph=self._graph)
      self._sess.run(tf.global_variables_initializer())

  def predict(self, images, labels=None):
    with self._graph.as_default():
      self._init_session()
      feed_dict = {self._inputs["images"]: images}
      if "labels" in self._inputs:
        assert labels is not None
        assert labels.shape[0] == images.shape[0]
        feed_dict[self._inputs["labels"]] = labels
      return self._sess.run(self._outputs, feed_dict=feed_dict)

WARNING:tensorflow:From /tmpfs/src/tf_docs_env/lib/python3.7/site-packages/tensorflow/python/compat/v2_compat.py:111: disable_resource_variables (from tensorflow.python.ops.variable_scope) is deprecated and will be removed in a future version.
Instructions for updating:
non-resource variables are not supported in the long term

اختر موديل

# @title Select a model { run: "auto" }

model_name = "S3GAN 128x128 20% labels (FID 6.9, IS 98.1)"  # @param ["S3GAN 256x256 10% labels (FID 8.8, IS 130.7)", "S3GAN 128x128 2.5% labels (FID 12.6, IS 48.7)", "S3GAN 128x128 5% labels (FID 8.4, IS 74.0)", "S3GAN 128x128 10% labels (FID 7.6, IS 90.3)", "S3GAN 128x128 20% labels (FID 6.9, IS 98.1)"]
models = {
    "S3GAN 256x256 10% labels": "https://tfhub.dev/google/compare_gan/s3gan_10_256x256/1",
    "S3GAN 128x128 2.5% labels": "https://tfhub.dev/google/compare_gan/s3gan_2_5_128x128/1",
    "S3GAN 128x128 5% labels": "https://tfhub.dev/google/compare_gan/s3gan_5_128x128/1",
    "S3GAN 128x128 10% labels": "https://tfhub.dev/google/compare_gan/s3gan_10_128x128/1",
    "S3GAN 128x128 20% labels": "https://tfhub.dev/google/compare_gan/s3gan_20_128x128/1",
}

module_spec = models[model_name.split(" (")[0]]
print("Module spec:", module_spec)

tf.reset_default_graph()
print("Loading model...")
sampler = Generator(module_spec)
print("Model loaded.")

Module spec: https://tfhub.dev/google/compare_gan/s3gan_20_128x128/1
Loading model...
INFO:tensorflow:Saver not created because there are no variables in the graph to restore
INFO:tensorflow:Saver not created because there are no variables in the graph to restore
Inputs: {'labels': <tf.Tensor 'labels:0' shape=(?,) dtype=int32>, 'z': <tf.Tensor 'z:0' shape=(?, 120) dtype=float32>}
Outputs: Tensor("gen_module_apply_default/generator_1/truediv:0", shape=(?, 128, 128, 3), dtype=float32)
Model loaded.

عينة

بي إن جي

بي إن جي

مميز

disc = Discriminator(module_spec)

batch_size = 4
num_classes = 1000
images = np.random.random(size=[batch_size] + disc.image_shape)
labels = np.random.randint(0, num_classes, size=(batch_size))

disc.predict(images, labels=labels)

INFO:tensorflow:Saver not created because there are no variables in the graph to restore
INFO:tensorflow:Saver not created because there are no variables in the graph to restore
Inputs: {'labels': <tf.Tensor 'labels:0' shape=(?,) dtype=int32>, 'images': <tf.Tensor 'images:0' shape=(?, 128, 128, 3) dtype=float32>}
Outputs: {'prediction': <tf.Tensor 'disc_module_apply_default/discriminator/Sigmoid:0' shape=(?, 1) dtype=float32>}
{'prediction': array([[0.82321566],
        [0.89030766],
        [0.8621534 ],
        [0.88563395]], dtype=float32)}