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智能计算系统实验3.3⾮实时图像风格迁移
实实验验 ⽬⽬的的
使⽤Python语⾔numpy 块基于VGG19⽹络 型实现⾮实时图像迁移。
1. 加深对卷积神经⽹络的理解,利⽤VGG19 型进⾏图像特征提取。
2. 使⽤numpy 块实现风格迁移中相关风格和内容损失函数的计算。实现layer2层的反向传播。
3. 对卷积层和池化层实现中的四重循环进⾏改进 (img2col+gemm),提升运算速度。
实实验验代代码码
layer_2.py :卷积层和池化层的基本实现和加速算法实现
# coding :utf-8
import numpy as np
import struct
import os
import time
def im2col(image, ksize, stride) :
# image is a 4d tensor( batchsize, channel, height, width])
image_col = ]
for b in range(image.shape 0]) :
for i in range(0, image.shape 2] - ksize + 1, stride) :
for j in range(0, image.shape 3] - ksize + 1, stride) :
col = image b, :, i:i + ksize, j :j + ksize].reshape( -1])
image_col.append(col)
image_col = np.array(image_col)
return image_col # N, ((H-k)/s+1)*((w-k)/s+1), k*k*cin]
def im2col_ pool(image, ksize, stride) :
# image is a 4d tensor( batchsize, channel, height, width])
image_col = ]
for b in range(image.shape 0]) :
for i in range(0, image.shape 2] - ksize + 1, stride) :
for j in range(0, image.shape 3] - ksize + 1, stride) :
col = image b, :, i:i + ksize, j :j + ksize].reshape( image.shape 1],-1])
image_col.append(col)
image_col = np.array(image_col)
return image_col # N, channel, ((H-k)/s+1)*((w-k)/s+1), k*k]
class ConvolutionalLayer(object) :
def __ init__ (self, kernel_size, channel_ in, channel_out, padding, stride, type=1) :
self.kernel_size = kernel_size
self.channel_ in = channel_ in
self.channel_out = channel_out
self.padding = padding
self.stride = stride
self.forward = self.forward_ raw
self.backward = self.backward_
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