Pytorch中图像预处理相关函数

本文详细介绍了PyTorch中图像预处理的各种方法,包括转换、裁剪、填充、翻转等操作,以及如何使用这些功能进行数据增强,提高模型训练效果。

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这篇分类总结比较完整
数据处理是模型训练之前的必备的一步,在Pytorch的TORCHVISION.TRANSFORMS.TRANSFORMS包含下面一下图像处理的函数(transform中的函数主要是处理PIL格式图像):

  1. Compose
Args:
        transforms (list of ``Transform`` objects): list of transforms to compose.

"Composes several transforms together” 组合几种不同的变形方法

  1. ToTensor

Convert a PIL Image or numpy.ndarray to tensor. Converts a PIL Image or numpy.ndarray (H x W x C) in the range
[0, 255] to a torch.FloatTensor of shape (C x H x W) in the range [0.0, 1.0]。将PIL图像或者numpy.ndarry类型数据转成tensor.

  1. ToPILImage

Convert a tensor or an ndarray to PIL Image.
Converts a torch.*Tensor of shape C x H x W or a numpy ndarray of shape H x W x C to a PIL Image while preserving the value range.

  1. Normalize 有参数(mean,std)
    处理的数据类型是tensor类型

Normalize a tensor image with mean and standard deviation.

Args:
        mean (sequence): Sequence of means for each channel.
        std (sequence): Sequence of standard deviations for each channel.

Given mean: (M1,...,Mn) and std: (S1,..,Sn) for n channels, this transform will normalize each channel of the input torch.*Tensor i.e. input[channel] = (input[channel] - mean[channel]) / std[channel]

  1. Resize

Resize the input PIL Image to the given size,默认采用PIL.Image.BILINEAR插值法。

Args:
        size (sequence or int): Desired output size. If size is a sequence like
            (h, w), output size will be matched to this. If size is an int,
            smaller edge of the image will be matched to this number.
            i.e, if height > width, then image will be rescaled to
            (size * height / width, size)
        interpolation (int, optional): Desired interpolation. Default is
            ``PIL.Image.BILINEAR``
  1. Scale

推荐换成Resize

  1. CenterCrop 参数(目标尺寸)

Crops the given PIL Image at the center
Args:
size (sequence or int): Desired output size of the crop. If size is an
int instead of sequence like (h, w), a square crop (size, size) is
made

  1. Pad

Pad the given PIL Image on all sides with the given “pad” value
Args:
padding (int or tuple):
fill (int or tuple):
padding_mode (str):

  1. Lambda

Apply a user-defined lambda as a transform
Args:
lambd (function): Lambda/function to be used for transform.

  1. RandomTransforms

Base class for a list of transformations with randomness
Args:
transforms (list or tuple): list of transformations

  1. RandomApply

Apply randomly a list of transformations with a given probability
Args:
transforms (list or tuple): list of transformations
p (float): probability

  1. RandomOrder

Apply a list of transformations in a random order

  1. RandomChoice

Apply single transformation randomly picked from a list

  1. RandomCrop

Crop the given PIL Image at a random location.

Args:
        size (sequence or int)
        padding (int or sequence, optional):
        pad_if_needed (boolean)
        fill
        padding_mode
  1. RandomHorizontalFlip

Horizontally flip the given PIL Image randomly with a given probability.

 Args:
        p (float): probability of the image being flipped. Default value is 0.5
  1. RandomVerticalFlip

Verticallly flip the given PIL Image randomly with a given probability.

 Args:
        p (float): probability of the image being flipped. Default value is 0.5
  1. RandomPerspective

Performs Perspective transformation of the given PIL Image randomly with a given probability.

  1. RandomResizedCrop

Crop the given PIL Image to random size and aspect ratio

  1. RandomSizedCrop

废弃

  1. FiveCrop

Crop the given PIL Image into four corners and the central crop

  1. TenCrop

Five Crop后翻转(默认是水平翻转)

  1. LinearTransformation

Transform a tensor image with a square transformation matrix and a mean_vector computed
offline

  1. ColorJitter

Randomly change the brightness, contrast and saturation of an image.
args:brightness=0, contrast=0, saturation=0, hue=0

  1. RandomRotation

Rotate the image by angle
args:degrees, resample=False, expand=False, center=None

  1. RandomAffine

Random affine transformation of the image keeping center invariant
degrees, translate=None, scale=None, shear=None, resample=False, fillcolor=0

  1. Grayscale

Convert image to grayscale.
args:num_output_channels=1

  1. RandomGrayscale

Randomly convert image to grayscale with a probability of p (default 0.1)

### 回答1: 在Pytorch中,图像预处理通常使用transforms模块来完成。以下是一些常见的图像预处理操作: 1. Resize:调整图像大小。 ``` transforms.Resize((height, width)) ``` 2. CenterCrop:在图像中心进行裁剪。 ``` transforms.CenterCrop(size) ``` 3. RandomCrop:在随机位置进行裁剪。 ``` transforms.RandomCrop(size, padding=None, pad_if_needed=False, fill=0, padding_mode='constant') ``` 4. Normalize:对图像进行标准化处理。 ``` transforms.Normalize(mean, std) ``` 5. ToTensor:将数据类型转换为张量(Tensor)。 ``` transforms.ToTensor() ``` 6. RandomHorizontalFlip:随机水平翻转。 ``` transforms.RandomHorizontalFlip(p=0.5) ``` 7. RandomRotation:随机旋转。 ``` transforms.RandomRotation(degrees, resample=False, expand=False, center=None) ``` 这些操作可以通过组合使用来构建一个预处理管道。例如,以下代码将对图像进行中心裁剪、标准化和转换为张量: ``` transform = transforms.Compose([ transforms.CenterCrop(224), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) ``` ### 回答2: PyTorch是一种流行的机器学习框架,提供了丰富的图像预处理功能,便于处理和准备图像数据用于训练深度学习模型。 首先,PyTorch图像预处理的第一步通常是加载图像PyTorch提供了torchvision库,其中包括一些常用的数据集,如ImageFolder,可以方便地加载和处理图像数据。 接下来,预处理图像的常见步骤是将其转换为Tensor格式。PyTorch图像表示为张量,可以通过使用transforms.ToTensor()转换图像数据类型为torch.Tensor。这样可以使图像数据可以直接输入到神经网络中进行训练。 此外,图像预处理包括常见的数据增强方法,如随机裁剪、随机翻转、旋转和缩放等。这些数据增强方法有助于增加模型的泛化能力,提高模型对于不同样本的鲁棒性。可以使用transforms库提供的方法,如RandomCrop、RandomHorizontalFlip和RandomRotation等来实现这些数据增强操作。 另外,在进行图像预处理时,还可以进行归一化操作。这可以通过使用transforms.Normalize()方法,将图像的像素值进行标准化处理,使其符合模型训练的要求。标准化会根据图像像素的均值和标准差进行处理。 最后,为了方便创建可以训练的数据集,可以使用torch.utils.data.DataLoader将预处理后的图像加载为批量数据。DataLoader还提供了一些常用的功能,如数据随机打乱和并行加载等。 综上所述,PyTorch提供了丰富的图像预处理功能,通过transforms库以及相关的方法,可以将图像数据加载、转换为张量、进行数据增强和标准化等操作,方便地准备和处理图像数据以供深度学习模型使用。 ### 回答3: PyTorch图像预处理是一系列的操作,用于将输入的图像数据转换为适合神经网络训练的格式。下面将介绍几种常见的PyTorch图像预处理方法。 1. 图像变换(Image Transformations):这是最基本的图像预处理步骤,包括调整图像大小,裁剪、缩放、旋转等操作。可以使用torchvision库中的transforms模块来实现,例如使用Resize函数调整图像大小,使用RandomCrop函数进行随机裁剪。 2. 数据增强(Data Augmentation):数据增强是指通过对原始图像进行一系列变换来生成新的训练样本,旨在扩大训练集规模和增加数据的多样性,以提高模型的泛化能力。常用的数据增强操作包括随机翻转、随机旋转、随机裁剪等。可以使用torchvision库中的transforms模块的RandomHorizontalFlip、RandomVerticalFlip、RandomRotation、RandomCrop等函数来实现。 3. 标准化(Normalization):标准化是将图像的像素值进行归一化处理,使其符合神经网络的输入要求。常用的标准化方法是将像素值减去均值,然后除以标准差。可以使用torchvision库中的transforms模块的Normalize函数来实现。 4. 数据加载(Data Loading):在PyTorch中,可以使用torchvision库中的datasets模块来加载图像数据集。datasets模块提供了一些常用的图像数据集,如CIFAR-10、ImageNet等。加载图像数据集时,可以使用transforms参数来指定需要进行的图像预处理操作。 5. 批量处理(Batch Processing):在神经网络训练过程中,通常会将训练数据划分为小批量进行训练,以提高运算效率。可以使用torch.utils.data.DataLoader模块中的DataLoader函数来进行批量处理。 总结起来,PyTorch图像预处理包括图像变换、数据增强、标准化、数据加载和批量处理等操作,通过这些操作可以将原始图像数据转换为适合神经网络训练的格式。这些预处理操作可以提高模型的训练效果和泛化能力。
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