(二)Pytorch图像数据增强

图像增强

裁剪Crop

transforms.CenterCrop

transforms.RandomCrop
功能:从图片中随机裁剪出尺寸为size的图片
• size:所需裁剪图片尺寸
• padding:设置填充大小
当为a时,上下左右均填充a个像素
当为(a, b)时,上下填充b个像素,左右填充a个像素 当为(a, b, c, d)时,左,上,右,下分别填充a, b, c, d
• pad_if_need:若图像小于设定size,则填充
• padding_mode:填充模式,有4种模式
1、constant:像素值由fill设定
2、edge:像素值由图像边缘像素决定
3、reflect:镜像填充,最后一个像素不镜像,eg:[1,2,3,4] → [3,2,1,2,3,4,3,2]
4、symmetric:镜像填充,最后一个像素镜像,eg:[1,2,3,4] → [2,1,1,2,3,4,4,3]
• fill:constant时,设置填充的像素值

transforms.RandomResizedCrop
功能:随机大小、长宽比裁剪图片
• size:所需裁剪图片尺寸
• scale:随机裁剪面积比例, 默认(0.08, 1)
• ratio:随机长宽比,默认(3/4, 4/3)
• interpolation:插值方法
PIL.Image.NEAREST
PIL.Image.BILINEAR
PIL.Image.BICUBIC

FiveCrop

TenCrop
功能:在图像的上下左右以及中心裁剪出尺寸为size的5张图片,TenCrop对这5张图片进行水平或者垂直镜像获得10张图片。
• size:所需裁剪图片尺寸
• vertical_flip:是否垂直翻转

翻转和旋转

RandomHorizontalFlip

RandomVerticalFlip
功能:依概率水平(左右)或垂直(上下) 翻转图片
• p:翻转概率

RandomRotation
功能:随机旋转图片
• degrees:旋转角度
当为a时,在(-a,a)之间选择旋转角度
当为(a, b)时,在(a, b)之间选择旋转角度
• resample:重采样方法
• expand:是否扩大图片
• center:旋转中心,默认是中心点

train_transform = transforms.Compose([
    transforms.Resize((224, 224)),

    # 1 CenterCrop
    # transforms.CenterCrop(512),     # 512

    # 2 RandomCrop
    # transforms.RandomCrop(224, padding=16),
    # transforms.RandomCrop(224, padding=(16, 64)),
    # transforms.RandomCrop(224, padding=16, fill=(255, 0, 0)),
    # transforms.RandomCrop(512, pad_if_needed=True),   # pad_if_needed=True
    # transforms.RandomCrop(224, padding=64, padding_mode='edge'),
    # transforms.RandomCrop(224, padding=64, padding_mode='reflect'),
    # transforms.RandomCrop(1024, padding=1024, padding_mode='symmetric'),

    # 3 RandomResizedCrop
    # transforms.RandomResizedCrop(size=224, scale=(0.5, 0.5)),

    # 4 FiveCrop
    # transforms.FiveCrop(112),
    # transforms.Lambda(lambda crops: torch.stack([(transforms.ToTensor()(crop)) for crop in crops])),

    # 5 TenCrop
    # transforms.TenCrop(112, vertical_flip=False),
    # transforms.Lambda(lambda crops: torch.stack([(transforms.ToTensor()(crop)) for crop in crops])),

    # 1 Horizontal Flip
    # transforms.RandomHorizontalFlip(p=1),

    # 2 Vertical Flip
    # transforms.RandomVerticalFlip(p=0.5),

    # 3 RandomRotation
    # transforms.RandomRotation(90),
    # transforms.RandomRotation((90), expand=True),
    # transforms.RandomRotation(30, center=(0, 0)),
    # transforms.RandomRotation(30, center=(0, 0), expand=True),   # expand only for center rotation

    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize(norm_mean, norm_std),
])

图像变换

Pad
功能:对图片边缘进行填充
• padding:设置填充大小 当为a时,上下左右均填充a个像素
当为(a, b)时,上下填充b个像素,左右填充a个像素 当为(a, b, c, d)时,左,上,右,下分别填充a, b, c, d
• padding_mode:填充模式,有4种模式,constant、edge、reflect和symmetric
• fill:constant时,设置填充的像素值,(R, G, B) or (Gray)

ColorJitter
功能:调整亮度、对比度、饱和度和色相
• brightness:亮度调整因子
当为a时,从[max(0, 1-a), 1+a]中随机选择
当为(a, b)时,从[a, b]中
• contrast:对比度参数,同brightness
• saturation:饱和度参数,同brightness
• hue:色相参数,当为a时,从[-a, a]中选择参数,注: 0<= a <= 0.5;当为(a, b)时,从[a, b]中选择参数,注:-0.5 <= a <= b <= 0.5

Grayscale

RandomGrayscale
功能:依概率将图片转换为灰度图
• num_ouput_channels:输出通道数,只能设1或3
• p:概率值,图像被转换为灰度图的概率

RandomAffine
功能:对图像进行仿射变换,仿射变换是二维的线性变换,由五种基本原子变换构成,分别是旋转、平移、缩放、错切和翻转
• degrees:旋转角度设置
• translate:平移区间设置,如(a, b), a设置宽(width),b设置高(height) 图像在宽维度平移的区间为 -img_width * a < dx < img_width * a
• scale:缩放比例(以面积为单位)
• fill_color:填充颜色设置
• shear:错切角度设置
• resemble:重采样方式,有NEAREST、BILINEAR

RandomErasing
功能:对图像进行随机遮挡
• p:概率值,执行该操作的概率
• scale:遮挡区域的面积
• ratio:遮挡区域长宽比
• value:设置遮挡区域的像素值,(R, G, B) or (Gray)

transforms.Lambda
功能:用户自定义lambda方法
• lambd:lambda匿名函数
lambda [arg1 [,arg2, … , argn]] : expression

transforms的操作

transforms.RandomChoice
功能:从一系列transforms方法中随机挑选一个

transforms.RandomApply
功能:依据概率执行一组transforms操作

transforms.RandomOrder
功能:对一组transforms操作打乱顺序

自定义transforms

仅接收一个参数,返回一个参数
注意上下游的输出与输入
椒盐噪声
椒盐噪声又称为脉冲噪声,是一种随机出现的白点或者黑点, 白点称为盐噪声, 黑色为椒噪声
信噪比(Signal-Noise Rate, SNR)是衡量噪声的比例,图像中为图像像素的 占比

总结

一、裁剪
transforms.CenterCrop
transforms.RandomCrop
transforms.RandomResizedCrop
transforms.FiveCrop
transforms.TenCrop

二、翻转和旋转
transforms.RandomHorizontalFlip
transforms.RandomVerticalFlip
transforms.RandomRotation

三、图像变换
transforms.Pad
transforms.ColorJitter
transforms.Grayscale
transforms.RandomGrayscale
transforms.RandomAffine
transforms.LinearTransformation
transforms.RandomErasing
transforms.Lambda
transforms.Resize
transforms.Totensor
transforms.Normalize

四、transforms的操作
transforms.RandomChoice
transforms.RandomApply
transforms.RandomOrder

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