S3GAN का उपयोग करके छोटे डेटा के साथ छवियाँ बनाना

TensorFlow.org पर देखें Google Colab में चलाएं गिटहब पर देखें नोटबुक डाउनलोड करें TF हब मॉडल देखें

यह नोटबुक इमेजनेट पर प्रशिक्षित जनरेटिव एडवरसैरियल नेटवर्क्स का एक डेमो है जिसमें स्वयं और अर्ध-पर्यवेक्षित शिक्षण तकनीकों का उपयोग करते हुए 2.5% लेबल वाले डेटा हैं। दोनों जनरेटर और discriminator मॉडलों पर उपलब्ध हैं TF हब ।

मॉडल और प्रशिक्षण प्रक्रिया के बारे में अधिक जानकारी के लिए हमारे देखने के ब्लॉग पोस्ट और कागज [1]। इन मॉडलों को प्रशिक्षण के लिए कोड पर उपलब्ध है GitHub ।

आरंभ करने के लिए, किसी रनटाइम से कनेक्ट करें और इन चरणों का पालन करें:

  1. (वैकल्पिक) नीचे दूसरे कोड सेल में एक मॉडल चुनें।
  2. रनटाइम> क्रम में प्रत्येक कोशिका को चलाने के लिए सभी भागो पर क्लिक करें।
    • बाद में, जब आप स्लाइडर और ड्रॉपडाउन मेनू का उपयोग करके सेटिंग्स को संशोधित करते हैं तो इंटरैक्टिव विज़ुअलाइज़ेशन स्वचालित रूप से अपडेट हो जाना चाहिए।

[1] मारियो Lucic *, माइकल Tschannen *, मारविन रिटर *, Xiaohua झाई, ओलिवर Bachem, सिल्वेन Gelly, कम लेबल के साथ उच्च फिडेलिटी छवि पीढ़ी , आईसीएमएल 2019।

सेट अप

# @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

एक मॉडल चुनें

# @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.

नमूना

पीएनजी

पीएनजी

discriminator

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)}