深度学习必备 3个非常实用的Python图像增强库(使用步骤 + 演示效果)_深度学习图像增强python(1)
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网上学习资料一大堆,但如果学到的知识不成体系,遇到问题时只是浅尝辄止,不再深入研究,那么很难做到真正的技术提升。
一个人可以走的很快,但一群人才能走的更远!不论你是正从事IT行业的老鸟或是对IT行业感兴趣的新人,都欢迎加入我们的的圈子(技术交流、学习资源、职场吐槽、大厂内推、面试辅导),让我们一起学习成长!
我们可以使用下面显示的命令水平和垂直翻转图像。以下代码中的“Fliplr”关键字水平翻转图像。同样,关键字“Flipud”垂直翻转图像。
#水平翻转hflip= iaa.Fliplr(p=1.0) input_hf= hflip.augment_image(input_img)
#垂直翻转vflip= iaa.Flipud(p=1.0) input_vf= vflip.augment_image(input_img) images_list=[input_img, input_hf, input_vf] labels = ['Original', 'Horizontally flipped', 'Vertically flipped']ipyplot.plot_images (images_list,labels=labels,img_width=180)

每个图像被翻转的概率由 p 表示。默认情况下,概率设置为 0.0。要水平翻转输入图像,请使用 Fliplr(1.0) 而不仅仅是 Fliplr()。同样,当垂直翻转图像时,使用 Flipud(1.0) 而不仅仅是 Flipud()。
图像旋转
通过以度为单位定义旋转,我们可以旋转图像。
rot1 = iaa.Affine(rotate=(-50,20)) input_rot1 = rot1.augment_image(input_img) images_list=[input_img, input_rot1] labels = ['Original', 'Rotated Image'] ipyplot.plot_images(images_list,labels=标签,img_width=180)

图像裁剪
裁剪图像包括从图像的侧面移除像素的列或行。该增强器可以从全尺寸输入图像中提取较小尺寸的子图像。要删除的像素数可以以绝对数或图像大小的一部分指定。
在这种情况下,我们使用从连续间隔 [0.0, 0.3] 中均匀获取的随机分数裁剪图像的每一侧,并在每个图像和每侧采样一次。在这里,我们为顶部取 0.3 的采样分数,这会将图像裁剪 0.3*H,其中 H 是输入图像的高度。
crop1 = iaa.Crop(percent=(0, 0.3)) input_crop1 = crop1.augment_image(input_img) images_list=[input_img, input_crop1] labels = ['Original', '裁剪图像'] ipyplot.plot_images(images_list,labels=labels ,img_width=180)

为图像添加噪点
该增强器将高斯噪声添加到输入图像。尺度值是产生噪声的正态分布的标准偏差。
noise=iaa.AdditiveGaussianNoise(10,40)input_noise=noise.augment_image(input_img)images_list=[input_img, input_noise]labels = ['Original', 'Gaussian Noise Image']ipyplot.plot_images(images_list,labels=labels,img_width=180)

图像剪切
该增强器以 -40 到 40 度范围内的随机量剪切图像。
shear = iaa.Affine(shear=(-40,40))input_shear=shear.augment_image(input_img)images_list=[input_img, input_shear]labels = ['Original', 'Image Shearing']ipyplot.plot_images(images_list,labels=labels,img_width=180)

图像对比度
该增强器通过缩放像素值来调整图像对比度。
contrast=iaa.GammaContrast((0.5, 2.0))contrast_sig = iaa.SigmoidContrast(gain=(5, 10), cutoff=(0.4, 0.6))contrast_lin = iaa.LinearContrast((0.6, 0.4))input_contrast = contrast.augment_image(input_img)sigmoid_contrast = contrast_sig.augment_image(input_img)linear_contrast = contrast_lin.augment_image(input_img)images_list=[input_img, input_contrast,sigmoid_contrast,linear_contrast]labels = ['Original', 'Gamma Contrast','SigmoidContrast','LinearContrast']ipyplot.plot_images(images_list,labels=labels,img_width=180)

这里的 GammaContrast 函数使用公式 255*((v/255)**gamma 调整图像对比度,其中 v 是像素值,gamma 从范围 [0.5, 2.0] 中均匀采样。SigmoidContrast 使用公式 255 调整图像对比度*1/(1+exp(gain*(cutoff-v/255)) (其中v为像素值,增益从区间[3, 10]开始均匀采样(每张图像一次),截断采样与区间 [0.4, 0.6] 一致。另一方面,LinearContrast 使用公式 127 + alpha*(v-127)’ 改变图像对比度,其中 v 是像素值,alpha 从 [0.4] 范围内均匀采样, 0.6]。
图像转换
“弹性变换”增强器通过使用位移场在局部移动像素来变换图像。增强器的参数是 alpha 和 sigma。位移的强度由 alpha 控制,其中较大的值表示像素移动得更远。位移的平滑度由 sigma 控制,其中较大的值会导致更平滑的图案。
elastic = iaa.ElasticTransformation(alpha=60.0, sigma=4.0)polar = iaa.WithPolarWarping(iaa.CropAndPad(percent=(-0.2, 0.7)))jigsaw = iaa.Jigsaw(nb_rows=20, nb_cols=15, max_steps=(3, 7))input_elastic = elastic.augment_image(input_img)input_polar = polar.augment_image(input_img)input_jigsaw = jigsaw.augment_image(input_img)images_list=[input_img, input_elastic,input_polar,input_jigsaw]labels = ['Original', 'elastic','polar','jigsaw']ipyplot.plot_images(images_list,labels=labels,img_width=180)

在使用“Polar Warping”增强器时,首先在极坐标表示中应用裁剪和填充,然后再将其扭曲回笛卡尔表示。这个增强器可以为图像添加额外的像素。这些将被黑色像素填充。此外,“拼图”增强以类似于拼图模式的方式移动图片内的单元格。
图像上的边界框
imgaug 还为图像提供边界框支持。如果在增强期间旋转,该库可以旋转图像上的所有边界框。
from imgaug.augmentables.bbs import BoundingBox, BoundingBoxesOnImage bbs = BoundingBoxesOnImage([ BoundingBox(x1=40, x2=550, y1=40, y2=780) ], shape=input_img.shape) ia.imshow(bbs.draw_on_image(input_img ))

Albumentations
Albumentations 是一个快速且知名的库,它与流行的深度学习框架(如 PyTorch 和 TensorFlow)集成。它也是 PyTorch 生态系统的一部分。
Albumentations 可以执行所有典型的计算机视觉任务,包括分类、语义分割、实例分割、对象识别和姿势估计。该库包含 70 多种不同的增强功能,用于从现有数据创建新的训练样本。它通常用于工业、深度学习研究、机器学习竞赛和开源项目。
让我们首先使用 pip 命令安装库:
pip install Albumentations
我们将导入使用 Albumentations 扩充数据所需的所有必要包:
import albumentations as Aimport cv2
除了 Albumentations 包之外,我们还使用 OpenCV 包,这是一个支持多种图像格式的开源计算机视觉库。专辑依赖于 OpenCV;因此,您已经安装了它。
图像翻转
‘A.HorizontalFlip’ 和 ‘A.VerticalFlip’ 函数用于水平和垂直翻转图像。p 是一个独特的参数,几乎所有的扩充都支持。它控制使用增强的概率。
#HorizontalFliptransform = A.HorizontalFlip(p=0.5)augmented_image = transform(image=input_img)['image']plt.figure(figsize=(4, 4))plt.axis('off')plt.imshow(augmented_image)
#VerticalFliptransform = A.VerticalFlip(p=1)augmented_image = transform(image=input_img)['image']plt.figure(figsize=(4, 4))plt.axis('off')plt.imshow(augmented_image)

图像缩放和旋转
该增强器随机使用仿射变换来平移、缩放和旋转输入图像。
transform = A.ShiftScaleRotate(p=0.5)random.seed(7) augmented_image = transform(image=input_img)['image']plt.figure(figsize=(4, 4))plt.axis('off')plt.imshow(augmented_image)

图像通道随机重组
该增强器随机重新排列输入图像的 RGB 通道
from albumentations.augmentations.transforms import ChannelShuffle transform = ChannelShuffle(p=1.0) random.seed(7) augmented_image = transform(image=input_img)['image'] plt.figure(figsize=(4, 4)) plt.axis ('off') plt.imshow(augmented_image)

图像曝光
该增强器反转输入图像中大于某个阈值的所有像素值。
from albumentations.augmentations.transforms import Solarizetransform = Solarize(threshold=200, p=1.0)augmented_image = transform(image=input_img)['image']plt.figure(figsize=(4, 4))plt.axis('off')plt.imshow(augmented_image)

反转图像
通过从 255 中减去像素值,此增强器反转输入图像。
from albumentations.augmentations.transforms import InvertImgtransform = InvertImg(p=1.0)augmented_image = transform(image=input_img)['image']plt.figure(figsize=(4, 4))plt.axis('off')plt.imshow(augmented_image)

使用 Compose 增强管道
要定义扩充管道,首先,创建一个 Compose 实例。您必须提供扩充列表作为 Compose 类的参数。在此示例中,我们将使用各种增强功能,例如转置、模糊、失真等。
Compose 调用将导致返回将执行图像增强的变换函数。
做了那么多年开发,自学了很多门编程语言,我很明白学习资源对于学一门新语言的重要性,这些年也收藏了不少的Python干货,对我来说这些东西确实已经用不到了,但对于准备自学Python的人来说,或许它就是一个宝藏,可以给你省去很多的时间和精力。
别在网上瞎学了,我最近也做了一些资源的更新,只要你是我的粉丝,这期福利你都可拿走。
我先来介绍一下这些东西怎么用,文末抱走。
(1)Python所有方向的学习路线(新版)
这是我花了几天的时间去把Python所有方向的技术点做的整理,形成各个领域的知识点汇总,它的用处就在于,你可以按照上面的知识点去找对应的学习资源,保证自己学得较为全面。
最近我才对这些路线做了一下新的更新,知识体系更全面了。

(2)Python学习视频
包含了Python入门、爬虫、数据分析和web开发的学习视频,总共100多个,虽然没有那么全面,但是对于入门来说是没问题的,学完这些之后,你可以按照我上面的学习路线去网上找其他的知识资源进行进阶。

(3)100多个练手项目
我们在看视频学习的时候,不能光动眼动脑不动手,比较科学的学习方法是在理解之后运用它们,这时候练手项目就很适合了,只是里面的项目比较多,水平也是参差不齐,大家可以挑自己能做的项目去练练。

(4)200多本电子书
这些年我也收藏了很多电子书,大概200多本,有时候带实体书不方便的话,我就会去打开电子书看看,书籍可不一定比视频教程差,尤其是权威的技术书籍。
基本上主流的和经典的都有,这里我就不放图了,版权问题,个人看看是没有问题的。
(5)Python知识点汇总
知识点汇总有点像学习路线,但与学习路线不同的点就在于,知识点汇总更为细致,里面包含了对具体知识点的简单说明,而我们的学习路线则更为抽象和简单,只是为了方便大家只是某个领域你应该学习哪些技术栈。

(6)其他资料
还有其他的一些东西,比如说我自己出的Python入门图文类教程,没有电脑的时候用手机也可以学习知识,学会了理论之后再去敲代码实践验证,还有Python中文版的库资料、MySQL和HTML标签大全等等,这些都是可以送给粉丝们的东西。

这些都不是什么非常值钱的东西,但对于没有资源或者资源不是很好的学习者来说确实很不错,你要是用得到的话都可以直接抱走,关注过我的人都知道,这些都是可以拿到的。
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