GitHub上大热的Deep Photo终于有TensorFlow版了！

Prisma这个应用，你可能很熟悉。这是一个能将不同的绘画风格，迁移到照片中，形成不同艺术风格的图片。

今年4月，美国康奈尔大学和Adobe的一个研究团队Fujun Luan和Sylvain Paris等人，在arvix上通过论文“Deep Photo Style Transfer”，提出了一种叫做“深度摄影风格转换”的演化技术，能将一张照片的风格，迁移到另一张照片中，下图就是原论文中给出的实际示例。

△ 原论文的效果示例

原论文作者Fujun Luan给出了Ubuntu 14.04系统下的Torch实现，见文末的相关链接2。

但是该Torch代码实现需配置复杂的MATLAB环境，浙江大学Yang Liu同学将该Torch实现转换成了TensorFlow实现，

下面是对这个TF实现的介绍：

这份TensorFlow实现支持Adam算法和原作者使用的L-BFGS-B算法。当TensorFlow升级到更高版本时，此代码中的ScipyOptimizerInterface函数可能不兼容。

由于TensorFlow的自动转换功能，本文的TensorFlow实现似乎更为简单。此外，本文并不依赖于MATLAB软件，而是使用了另一个计算库Matting Laplacian Sparse Matrix。图2是将照片风格转移到另一张照片的示例。本实现还参考了martinbenson的代码。

△ 风格迁移示例

环境配置

1. 依赖库：

• Tensorflow
  
• Numpy
  
• Pillow
  
• Scipy
  
• PyCUDA（仅在CUDA 8.0上测试过平滑局部仿射的功能）
  

建议使用Anaconda，这样仅需再安装TensorFlow和PYCUDA即可。可选装CUDA加速库，建议安装。

2. 下载VGG-19模型权重

VGG-19模型的权重矩阵由Tensorflow版本的VGG模型微调得到，仅对类别接口进行了少量修改，VGG-19模型权重被存储为npy文件。下载后，将该权重文件复制到此目录下./project/vgg19。

VGG和VGG-19的详情见文末相关链接。

使用方法

1. 基本方法

你只需要给出目标图像路径、风格图像路径、目标图像分割（content image segmentation）路径和风格图像分割（style image segmentation）路径，即可运行命令。

python deep_photostyle.py --content_image_path <path_to_content_image> --style_image_path <path_to_style_image> --content_seg_path <path_to_content_segmentation> --style_seg_path <path_to_style_segmentation> --style_option 2

代码示例：

python deep_photostyle.py --content_image_path ./examples/input/in11.png --style_image_path ./examples/style/tar11.png --content_seg_path ./examples/segmentation/in11.png --style_seg_path ./examples/segmentation/tar11.png --style_option 2

2. 其他选项

设置style_option的值，可得到三种不同的风格迁移方式。当style_option为0时，可得到分割后的中间结果，与Torch代码中neuralstyle_seg.lua文件相似；当style_option为1时，进一步使用这个中间结果生成最终结果，与Torch代码中deepmatting_seg.lua文件相似；当style_option为2时，将这两个步骤组合为一行命令，直接生成最终结果。

运行命令python deep_photostyle.py –help，可查看所有选项。

3. 图像分割

这个库不提供图像分割脚本的代码，仅能使用Torch版本的图像分割代码。本实现使用的掩码颜色与其相同。你也可以定义独特的分割模型和掩码颜色，来定制风格迁移系统。

例子

以下是利用TensorFlow实现算法得到的一些示例（以下四列从左到右分别是输入图像、风格图像、Torch效果和TensorFlow效果）

△ Torch实现和TensorFlow实现效果对比

原作者信息

@misc{YangPhotoStyle2017,
  author = {Yang Liu},
  title = {deep-photo-style-transfer-tf},
  publisher = {GitHub},
  organization={Alibaba-Zhejiang University Joint Research Institute of Frontier Technologies},
  year = {2017},
  howpublished = {\url{https://github.com/LouieYang/deep-photo-styletransfer-tf}}
}

相关链接

1. 论文传送门：
https://arxiv.org/abs/1703.07511

2. 原论文的Torch实现：

https://github.com/luanfujun/deep-photo-styletransfer

3. VGG模型的TensorFlow实现：

https://github.com/machrisaa/tensorflow-vgg

4. VGG-19模型下载：

https://drive.google.com/file/d/0BxvKyd83BJjYY01PYi1XQjB5R0E/view?usp=sharing