用pythonnet为计算机视觉做图像整理

  中国的.NETer是国内技术的另类，当他们强调.NET也可以做啥啥时都会给别的技术藐视，毕竟主流都不用.NET。本人这几年其实花在.NET时间也少，都投入在Python/Go社区。可我还是有点工作外的寄托，就是让.NET也有一个很好的推广，毕竟在使用Python/Go中有些东西比不少.NET来得方便。机器学习对于.NETer又是一个危机，特别在国内有一句名言".NET 不行"。幸亏这是9012年了，Github上有很多开源项目，有不少.NET Core的开源项目让大家有了和其他技术竞争的底气。SciSharp(https://github.com/SciSharp)就是一个基于.NET的机器学习/深度学习解决方案，让.NETer不需要学习Python，就可以用Keras/TensorFlow/Torch 通过C#/F# 来完成机器学习/深度学习。

        SciSharp现在有两种不同的绑定方式如TensorFlow.NET/NumSharp都是基于原生c库做扩展，不需要依赖客户端的环境，随处可以调用，但有个问题是因为绑定的工作太多，往往功能上不太完整。而另一种方式就是通过pythonnet去完成，这种方式依赖于客户端的Python环境可以直接通过C#/F#直接调用任何本机已经安装的Python库和自带方法，如之前提到的Keras.NET / Numpy.NET都是这种形式。就我个人而言比较喜欢后者，毕竟实现更快，更容易上手，而且对于现在SciSharp社区不同子项目的扩展也有不少帮助，毕竟社区内的都是业余时间，功能不可能一时半刻都完成，所以这种方式能更好地填补缺陷。

       pythonnet允许Python代码与CLR做交互，也可以将Python代码嵌入.NET 应用中(https://github.com/pythonnet/pythonnet).你可以编译源码为本机Python和.NET互相调用的支持。如果你只是单一希望通过.NET调用Python可以基于你系统和Python版本通过Nuget添加SciSharp社区编译好的Python.Runtime包。下面通过图像整理来说明一下我是如何做的。

  做计算机视觉，图像前期的处理很重要。首先收集来的图像大小不一，其次是像素，还有格式。在Python下通过Pilow对图片进行处理，通过Pillow可以对图片像素，大小，方向，格式进行调整。通过pip install pillow就可以添加Pillow库。如果希望通过.NET调用Pillow就需要通过pythonnet进行引用。我们来看看一个实例：

       1. 首先我创建一个.NET Core的控制台程序，然后添加Python.Runtime包, 因为我是macOS，所以添加的是Python.Runtime.OSX, 而机上的Python版本是3.7 所以对应的是Python.Runtime.OSX 3.7.0的版本, 然后通过VSCode打开创建好的项目

        2. 使用pythonenet, Py.GIL()是必须有的，初始化后，通过Py.Import引入不同的模块(注意这里必须还是得强调必须是本机已经有的模块，没有是不能引用的), 还有引用后参数类型都是dynamic
 

       我这里分别引用了Numpy , Matplotlib, Pillow三个库，Pillow负责图像处理/Numpy负责数值计算，存储和处理矩阵/Matplotlib主要用于绘制2D图形，通常用来显示相关处理后的结果。对图像处理，我们基本上就是用这三个库。

      3. 方法调用，我这里针对一张图完成三种处理，旋转/灰度/还有就是缩放。先来看看效果
 

       我们这里需要通过Matplotlib显示一个一行四列的图片，通过numpy为Matplotlib设置好大小，第一个是原图，第二个是旋转，第三个是灰度，因为引入了库，所以你可以直接调用库自带相应的方法。
 

        遇到一个问题是PIL.Image 有一个自带方法new，这个方法是不能直接调用的，因为和C#的关键字new冲突，这个时候你需要通过InvokeMethod的方法去触发new方法，以下是实现方式
 

        最后别忘记使用plt.show() 显示结果。

        上面的例子把pythonnet如何在C#使用展示出来，我也通过ICSharpCore在JupyterNotebook 上进行了调用。扩展了一下Plot.NET(https://github.com/SciSharp/Plot.NET)让它支持图像显示, 这是在Notebook上使用的效果