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源代码地址：https://github.com/NVlabs/stylegan2-ada-pytorch
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subprocess_fn函数，因此下一步就看这个函数。这里稍微展开说一下这个多线程是怎么回事，就是利用了torch.multiprocessing实现了每个GPU分配一个线程，并且多线程之间是用spawn方式创建的。也就是说，你有多少个GPU，就会同时运行多少个subprocess_fn函数，并且spawn方式意味着这些线程都有独立的python解释器程序，资源是复制的，有自己的独立内存而非全部共享内存，而529行是指定了一个临时路径用来给这些线程进行交流，在这个路径下实现需要共享的部分变量。construct_class_by_name函数。后面会讲解construct_class_by_name这个函数，这里只需要知道它是个根据输入的参数，返回一个根据参数确定的类的方法即可。最近越来越多的深度学习代码使用这种包装方式，本质上就算想用字符串来调用类，又为了代码统一和简洁，包装得一层接一层，读起来是真的麻烦，而且类名隐藏起来了，甚至无法用vscode的智能追踪来找这里用到的到底是什么类。G和D根据train.py的176 177行分别是training.networks.Generator类和training.networks.Discriminator类的对象。而G_ema是G的一个指数移动平均版本，在训练过程中，G的参数会随着step而更新，而G_ema是G的迭代过程中各个时期的参数的指数移动平均版本，相比G，G_ema的变化更加柔和，这是个常用的技巧。augment_pipe是train.py 287行 training.augment.AugmentPipe类的对象kimg_per_tick*1000）张图片才会运行322行以后的内容一次。实现方式是cur_nimg会一直增加，而tick_start_nimg只有在下面的代码会被设置为cur_nimg，这样一旦运行了一次下面的代码，下次判断小于号就会成立，直到cur_nimg增加了4000使得小于号不成立，然后又会运行一次下面的代码。而done条件是因为，break出循环之前需要运行一次下面的代码，所以设置了当迭代图像数满足图像总数的1000倍的时候，就要退出了，这时候不管是不是每4000次的间隔到了，我都要往下走。abort_fn所以应该这一段代码是没有用到），可以为training_loop传一个有效的abort_fn，使得如果准确率等满足条件返回True，从而不需要跑满1000epoch可以退出。call_func_by_name函数并以其返回值作为自身的返回值。call_func_by_name函数定义在279行，调用了get_obj_by_name函数，并进一步调用得到的func_obj，以func_obj的返回值作为call_func_by_name的返回值。所以这里其实就是调用了get_obj_by_name函数得到了类，func_obj保存的就是得到的类，然后实例化并返回，所以返回的是类的实例化对象。get_obj_by_name函数在273行，调用了get_module_from_obj_name和get_obj_from_module。有点绕，其实是因为，name是xx.yy.zz的格式，zz才是类名，xx.yy是模块名，所以先调用222行的get_module_from_obj_name从xx.yy.zz中提取出xx.yy和zz，然后再借助get_obj_from_module函数从xx.yy模块中调用zz类。get_module_from_obj_name函数的核心就在231-239行，231-232行其实就是给出根据“.”的位置对字符串划分成两部分的全部可能，所以如果是xx.yy.zz就会被拆成xx和yy.zz或者xx.yy和zz。然后在235到239行，对每种可能性都进行尝试，尝试从xx.yy中import zz，尝试从xx中import yy.zz，因为用的是try，试不出来可以继续，直到试出来，就知道正确的划分方法是什么。get_obj_from_module函数是通过269行的getattr函数来获取模块中的类的。image和label。image根据210-220行的重写，是一个CHW的unit8（0-255）的np array。label是onehot的float32的np arraytraining.networks.Generator的时候，实质上返回的是persistence.persistent_class(Generator)，这个装饰器只是为这个类添加了一些辅助功能，不影响接下来的理解，所以先跳过，后续会解释这个装饰器，先接着看模型w_avg的变量，它不会随着step更新值，但会在一些特殊的时刻进行值的更新和被使用。lr_multiplier不为1时（208行定义的就不为1，是0.01），这些层的参数的学习率和其它参数的学习率相比会乘以一个lr_multiplier（具体实现其实就是把参数直接乘以一个lr_multiplier再去用，实际效果就等同于学习率乘了一个倍数，因为计算这些参数的梯度的时候也是会因此乘以一个lr_multiplier导致step的时候步长会乘以一个lr_multiplier的）normalize_2nd_moment函数看21行，其实就是先统计这些特征值的标准差（每个样本单独统计），接着除以标准差进行归一化。其实这么说不太准确，因为没有减去均值，仅仅是先平方，然后平均，然后开根，然后除（rsqrt是1/sqrt）。而20行的装饰器仅仅是使得torch.autograd.profiler.record_function能跟踪到这个函数而已。至于torch.autograd.profiler后续会介绍是个什么东西。lerp是根据w_avg_beta对w_avg和x进行插值的函数）到w_avg变量中num_ws份x，放在dimension 1上，也就是说现在shape是(B,num_ws,w_dim)，具体num_ws是什么下面介绍SynthesisNetwork时会展开说明truncation_psi设为非1的值，所以理论上正常情况这部分代码是不会运行到的。看意思应该是利用w_avg对x进行进一步移动平均，这里的移动平均就是对x做了，影响的是x的值，前面的移动平均只是存下来而已，对实际训练过程不会有什么影响。之所以说是截断，是因为当x在训练过程中突然出现异常大或者异常小的值时，这段代码可以通过移动平均限制这些值不要偏离正常范围太远。fp16_resolution的变量。FP16是一个降低运算量和内存占用的技巧，将32位浮点运算用半精度运算来近似。模型对分辨率最高的num_fp16_res个block进行FP16计算，所以这里是在算开始进行FP16计算的block的resolution。在448行当block的resolution大于等于这里算出来的fp16_resolution时，意味着这个block要进行FP16计算而非全精度的计算。setattr函数，是一种通过字符串变量定义类成员名的方法，比如setattr(a,'hah',1)，那么当调用a.hah的时候，返回值会是1，也可以用464行的getattr函数实现调用。num_ws遍后的编码特征，shape为(B,num_ws,w_dim)，也就是说对于每个batch，有num_ws个重复的w_dim维的特征。为什么要重复，我的理解是这些副本在后续会被各个模块分别使用，可能是为了避免相互影响？architecture就是’skip’，除了cfg定义为’cifar’时，cfg默认是’auto’）所以每个block都定义了一个ToRGBLayer，后续会介绍。所以到这里可以看出，除了第一个SynthesisBlock为一个SynthesisLayer加一个ToRGBLayer外，其它的SynthesisBlock为两个SynthesisLayer加一个ToRGBLayer。unbind就是把重复的那个维度解出来，再套上iter变成迭代器，那么每次next(w_iter)都会生成一个特征向量，并且每次next生成的特征向量不是同一个，但是内容相同。这个特征向量其实就是MappingNetwork生成的编码特征向量。fused_modconvbool变量，后续用到的时候再展开，这里只需要知道只有测试的时候才有可能是true。x是None，所以这里就根据init中自己生成的随机变量来定义x。从这个实现方式可以看出来一个关键信息，即只要模型定义了，随着训练过程，每次迭代，第一个block的输入x都是固定的，不会改变。并且由于const是torch.nn.Parameter，所以加载resume和load 已训练好的参数的时候也是生成和之前训练的时候同一个x。x的传递和img是无关的，每个x都只需要根据前一个block的x（第一个block则根据一个固定的x）和MappingNetwork生成的ws，即可生成本block的输出x。而img则是根据前一个block的img和本block的x以及MappingNetwork生成的ws来生成的。resample_filter，affine，weight，noise_const（默认不会用到），noise_strength（定义为0）和bias。注意use_noise在这份代码中默认是True的，所以if是一定会执行的。这几个参数的类型前面都介绍过，而具体作用看forwardaffine就是个把输入的w变成styles的全连接层。这里的w其实就是SynthesisBlock分给这个SynthesisLayer的ws的其中一条特征向量。noise_mode就是’random‘而且use_noise是True，所以296不会运行，就是294行，重新生成了一个随机的噪声，满足0均值noise_strength标准差的正态分布。值得注意的是，虽然noise_strength在init中定义为0了，所以这里乘出来的noise最初是一个全0的tensor，但noise_strength是可训练参数，会随着训练过程变化，导致noise后面还是会不为0的。modulated_conv2d函数中，可以先到下面看完再回来这里看。gain就是1，self.act_gain根据276行是bias_act.activation_funcs['lrelu'].def_gain，再看torch_utils/ops/bias_act.py的26行，是0.2，所以act_gain就是0.2self.conv_clamp根据train.py182行是256x先加上self.bias再进一个lrelu的激活函数，具体后面会展开，到此SynthesisLayer介绍完成，可以到ToRGBLayerw和styles向量都除以了其各自的无穷范数（元素大值）进行归一化，同时w还除以了维度。demodulate在SynthesisLayer中都没有设定，所以SynthesisLayer的modulated_conv2d的demodulate参数都是True。也就是说54到60行都会运行。weight和styles两个tensor来构建w。weight是在SynthesisLayer定义的shape为[out_channels, in_channels, kernel_size, kernel_size]的卷积核，styles是affine这个全连接层输出的shape为[batch_size, in_channels]的tensor。所以55行把weight扩展了batch size那一维，变成了[1, out_channels, in_channels, kernel_size, kernel_size]的tensor，然后stylesreshape成[batch_size, 1, in_channels, 1, 1]的tensor，这两个tensor相乘，得到的是[batch_size, out_channels, in_channels, kernel_size, kernel_size]，广播操作在这里的作用其实就相当于，把两个tensor都repeat成[batch_size, out_channels, in_channels, kernel_size, kernel_size]，然后element-wise地相乘。直观上理解，这个相乘的作用是两个，一个是为同一个batch的不同sample分配不同的kernel，另一个是根据styles对每个channels的kernel进行rescale。dcoefs，是w的二范数的倒数，对第2 3 4维度分别算的，所以dcoefs的维度是[batch_size, out_channels]dcoefs来归一化w，但这段代码和62-72行的代码只有一个会运行。当fused_modconv为True时就运行60行的代码，否则运行62-72行的代码。这里用到了前面跳过的fused_modconv，在386行，这个bool值只有在测试的时候，并且是在前面的FP32层才是True，在FP16层则必须当batch size为1时才为True。所以如果单看训练阶段，60行的代码是不会运行的，只有62-72行会运行。x是[batch_size, in_channels, H, W]的，乘以一个[batch_size, in_channels]的向量，会自动广播，其实就是把stylesrepeat成x的形状，再乘以xconv2d_resample.conv2d_resample来实现weight对x的卷积，具体后面会展开说，这里就先暂且当作普通的卷积。modulated_conv2d，noise都是tensor，不是None，所以只会运行67行，fma.fma是自定义的一个函数，其实就是x乘以dcoefs加noise。之所以这么写，而没有直接x * dcoefs.to(x.dtype).reshape(batch_size, -1, 1, 1) + noise.to(x.dtype)，是因为可以利用torch.addcmul来加速。fused_modconv为True才会运行。相比63-72行差别在于卷积核从weight改成了w，并且因为乘以了styles，每个样本有一个单独的卷积核，卷积结果也不需要乘以dcoefs（应该是因为w本身就是weight乘以dcoefs的缘故）fused_modconv的作用就很明显了。如果fused_modconv是True，那么进行卷积的x和w，x不做操作，w是weight乘以styles再乘以dcoefs的结果，并且对每个样本有一个卷积核；如果fused_modconv是False，那么进行的是普通卷积，卷积的双方是x和weight，x要乘以styles，weight不做操作，但卷积结果要乘以dcoefs再输出。Noise，所以它调用的modulated_conv2d中不需要加上noiseimg，一个是条件向量c，根据719-721行，首先是按顺序调用堆叠的DiscriminatorBlock对输入的img进行处理，然后调用一个MappingNetwork对输入的c进行处理，最后用一个DiscriminatorEpilogue以DiscriminatorBlock的输出和MappingNetwork的输出作为输入，产生Discriminator最后的输出。architecture是'resnet'(只有cfg为'cifar'的时候为'orig')。而其它的，如FP16的设定和resolution都和Generator类似，就不细说了。next(trainable_iter)都会返回一个bool值，用来判断当前层是否freeze，freeze多少层由freeze_layers决定，默认参数下是0，也就是没有层会被freeze。如果要设定freeze多少层，可以通过train.py的freezed参数设定，是一个int，指向从Discriminator的第一个block的第一个conv开始的全局层序数，也就是说如果freezed设为5，那么从Discriminator的第一个block的第一个conv开始数，前5个conv都要freeze，后面的全都可训练。in_channels会在第一个DiscriminatorBlock为0，所以第一个block（分辨率大的那个）是会运行543-544行的，而后面的block则不会。所以第一个block有一个额外的Conv2dLayerx就是None，所以这段代码就是把输入的img经过一个Conv2dLayer产生x，同时把img设为None，后续的block再也不需要用到img了x分了两个支路，一个经过一层Conv2dLayer（在这个类内部会进行一次下采样使得分辨率变为原来的二分之一），一个经过两层Conv2dLayer（在第二层内部会进行一次下采样使得分辨率变为原来的二分之一），得到的两个支路的结果相加可以得到DiscriminatorBlock的输出。conv2d_resample.conv2d_resample函数中，其它没什么难点，就偷懒一下不展开了。cmap和最后一个DiscriminatorBlock的输出x作为输入，产生最终的分类值。637-640定义了4个layer，具体作用看forward函数x依次经过一个MinibatchStdLayer和一个Conv2dLayer，然后展平，送进两个全连接层，得到的结果和cmap进行element-wise的相乘，然后全部求和并归一化得到最终的输出。这个输出同时也是Discriminator的输出，是一个[batch_size, 1]的tensor，就是对图片进行二分类的逻辑值，越高表示越real，越低表示越fake。x增加一些通道，这里初始化的group_size是4，num_channels是1xreshape成[4, N/4, 1, c, h, w]，即把样本分成了N/4组，每组4个样本，然后对特征的各个维度分别计算组内标准差，再对每个位置每个通道的标准差取平均，得到[N/4, 1]的向量，代表了每组的标准差，然后repeat到各个空间位置和组内样本上成为[N,1,H,W]的向量，concatenate到x上成为新的一个通道，所以x变成了[N,C+1,H,W]输出出去。G_mapping是Generator的MappingNetwork成员，G_synthesis是Generator的SynthesisNetwork成员，D是Discriminator。注意，这个Loss函数是有成员的，有一个初始化为0的pl_mean变量，在后续的accumulate_gradients函数中会对这个向量进行移动平均。run_G函数，这个函数在accumulate_gradients中被调用。41行的style_mixing_prob是0.9（只有cfg为'cifar'时才为0）。ws.shape[1].这里的ws是Generator的MappingNetwork的输出。ws.shape[1]之间的随机整数（均匀分布）；第三个参数就是ws.shape[1]。然后看where函数，where函数的三个参数按顺序依次是condition、input、other，意思是，如果condition是True，那么where函数的输出就是input，如果condition是False，那么where函数的输出就是other。所以这一行的意思是，cutoff有0.9的几率会被置为1到ws.shape[1]之间的随机整数，有0.1的几率会被置为ws.shape[1]ws在cutoff后的那些向量替换成另一个根据随机z和同一c重新生成的向量。这里要回想一下ws的生成过程，其实是一堆重复的特征向量堆叠而成的，也就是说原本ws[:, i]和ws[:, j]都是相同的特征向量。z生成的ws，有0.9的几率会把其中随机数量的w替换成另一个随机向量z2生成的w，所以此时ws内就有两种w，一种是z生成的w，一种是z2生成的w，并且比例是随机的。ws调用Generator的SynthesisNetwork生成图片并返回。run_D很简单，就是先对图片augment，然后调用Discriminator判断图像的真假，产生逻辑值。accumulate_gradients函数，这个函数在每个阶段都会调用一次，所以进来的时候可能是四个阶段的其中一个。pl_batch_shrink是2，所以是把batch_size变成了原来的二分之一。这段代码的意义在于它能够使得Greg阶段的batchsize比Gmain阶段的batchsize小。pl_noise作为随机扰动。由于create_graph设为了True，所以这个算出来的梯度项也是可以用来计算损失并backward的，会根据二阶导来更新SynthesisNetwork的参数。这里得到的pl_grads的shape和gen_ws的shape是一样的，都是[batch_size, num_ws, dim_w]pl_grads每个sample对不同w的平均向量二范数，得到的shape是[batch_size, ]pl_lengths对pl_mean进行移动平均，pl_decay是0.01，即是pl_mean = pl_mean + 0.01 * （pl_lengths - pl_mean），这里pl_mean初始值是0，所以随着训练的迭代，pl_mean会是一个保存了历次迭代的pl_lengths的移动平均。pl_mean从梯度图中分离出来，以防止被梯度更新改变值，这个变量只是用来保存pl_lengths的移动平均的，不应该被其它过程更新参数。pl_penalty变量，这个变量就是Greg阶段的损失了。所以可以看出，Greg阶段主要是惩罚pl_grads的变化。89行pl_weight是2，92行gain在这一阶段是4name为'Dreal'，Dreg阶段name为'Dr1'你是否还在寻找稳定的海外服务器提供商？创新互联www.cdcxhl.cn海外机房具备T级流量清洗系统配攻击溯源，准确流量调度确保服务器高可用性，企业级服务器适合批量采购，新人活动首月15元起，快前往官网查看详情吧
