[pytorch]-torchvision.transforms.Compose()介绍及相关代码实例理解数据变换

理解PyTorch的torchvision.transforms.Compose:图像变换的组合
torchvision.transforms.Compose是PyTorch中用于组合多个图像变换的工具,它允许开发者串联一系列如裁剪、旋转、归一化等操作。通过Compose,可以创建复杂的预处理流水线,简化代码并提高效率。例如,先打开图片并转换为RGB,再进行尺寸调整、随机旋转、中心裁剪、值范围标准化等步骤,最后得到可用于模型训练的张量。该类的__call__方法遍历所有变换并依次应用到图像上。

简介

torchvision是pytorch的一个图形库,它服务于PyTorch深度学习框架的,主要用来构建计算机视觉模型。torchvision.transforms主要是用于常见的一些图形变换。以下是torchvision的构成:

  • 1.torchvision.datasets: 一些加载数据的函数及常用的数据集接口;
  • 2.torchvision.models: 包含常用的模型结构(含预训练模型),例如AlexNet、VGG、ResNet等;
  • 3.torchvision.transforms: 常用的图片变换,例如裁剪、旋转等;
  • 4.torchvision.utils: 其他的一些有用的方法。

本文的主题是其中的torchvision.transforms.Compose()类。这个类的主要作用是串联多个图片变换的操作。这个类的构造很简单:

class torchvision.transforms.Compose(transforms):
 # Composes several transforms together.
 # Parameters: transforms (list of Transform objects) – list of transforms to compose.
 
Example # 可以看出Compose里面的参数实际上就是个列表,而这个列表里面的元素就是你想要执行的transform操作。
>>> transforms.Compose([
>>>     transforms.CenterCrop(10
<think>我们正在查找 `torchvision.transforms.Compose` 函数的原型定义(函数签名)。根据用户提供的引用和常见用法,我们可以推断出 `Compose` 的基本结构,但为了准确性,我们应当参考官方文档或源码。 根据引用[1]中提到的:“Compose:把多个transforms联合在一起。文档里有用法示例”,我们可以推测其函数签名应该是一个类,接收一个由多个transform操作组成的列表作为参数。 实际上,在PyTorchtorchvision.transforms模块中,`Compose` 是一个类,它的初始化方法(`__init__`)接收一个transforms列表。然后,当调用这个`Compose`对象时(即使用`__call__`方法),它会按顺序应用这些变换。 函数签名(以Python类型注解的形式)通常如下: ```python class torchvision.transforms.Compose(transforms: list[Callable] | tuple[Callable, ...]) ``` 具体来说: - 参数:`transforms`,是一个由可调用对象(每个对象都是一个图像变换函数)组成的列表或元组。 - 返回:一个可调用的`Compose`对象,该对象在调用时会依次应用列表中的每个变换。 在源码中(通常可以在PyTorch官方GitHub仓库找到),`Compose`类的定义大致如下(简化版): ```python class Compose: def __init__(self, transforms): self.transforms = transforms def __call__(self, img): for t in self.transforms: img = t(img) return img ``` 因此,当我们使用`transforms.Compose`时,我们实际上是在创建一个组合变换对象,该对象在调用时按顺序应用传入的变换列表。 例如: ```python transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(256), transforms.ToTensor(), ]) ``` 这里,`Compose`的构造函数接收一个包含两个变换的列表。 另外,根据引用[2]中提到的`Lambda`变换,我们也可以将自定义的lambda函数加入`Compose`中,因为`Compose`要求列表中的每个元素都是可调用的,并且接受一个图像作为参数,返回一个处理后的图像。 所以,总结函数签名为: **函数名**: `torchvision.transforms.Compose`(实际上是一个类) **构造函数**: ```python Compose(transforms: Sequence[Callable[[Image], Image]]) ``` 其中: - `transforms`: 一个由可调用对象组成的序列(如列表或元组),每个可调用对象接受一个PIL图像或Tensor(根据变换要求)并返回一个变换后的图像(或Tensor)。 **调用时**: ```python __call__(img: Image | Tensor) -> Tensor | Image ``` 具体返回类型取决于组合中最后一个变换的输出类型。 注意:在PyTorch的较新版本中,`Compose`也支持对标注(如目标检测中的边界框)进行同步变换,但这通常需要特定的变换函数支持。 因此,回答用户的问题:`torchvision.transforms.Compose` 的函数原型定义(即类初始化签名)为: ```python class transforms.Compose(transforms: list[Callable]) ``` 我们可以这样描述: `Compose` 类在初始化时接收一个参数 `transforms`,该参数是一个由可调用变换操作组成的列表。 引用说明: - 根据引用[1],`Compose`用于联合多个transforms[^1]。 - 根据引用[2],我们可以使用lambda函数作为变换,因此`Compose`的参数是函数列表[^2]。 最后,生成相关问题。</think>### `torchvision.transforms.Compose` 函数原型定义 `torchvision.transforms.Compose` 是一个**类**(class),其核心函数签名定义如下: ```python class torchvision.transforms.Compose(transforms: Sequence[Callable]) ``` #### 参数说明 | 参数名 | 类型 | 说明 | |--------|------|------| | `transforms` | `Sequence[Callable]` | **必选参数**,接收一个变换操作序列(列表或元组),每个元素必须是可调用(callable)的变换函数 | #### 源码关键实现(简化版) ```python class Compose: def __init__(self, transforms: Sequence[Callable]): self.transforms = transforms # 存储变换序列 def __call__(self, img: Image) -> Tensor: # 调用时执行 for t in self.transforms: # 按顺序执行每个变换 img = t(img) return img # 返回最终处理结果 ``` #### 核心特性 1. **输入要求**: - 参数必须是**可迭代序列**(通常为列表) - 序列中每个元素必须是**可调用对象**(函数或实现了`__call__`方法的类) ```python # 有效示例 transforms.Compose([ transforms.Resize(256), # 变换实例 lambda x: x.rotate(30), # lambda函数 [^2] my_custom_transform # 自定义函数 ]) ``` 2. **执行机制**: - 当调用`Compose`对象时,会**顺序执行**所有变换 - 前一个变换的输出作为下一个变换的输入 ```python # 等效执行流程 img = transform1(img) img = transform2(img) ... img = transformN(img) ``` 3. **返回类型**: - 返回类型由**最后一个变换**决定 - 通常输出为`Tensor`(使用`ToTensor`时)或处理后的图像对象 #### 使用示例 ```python from torchvision import transforms # 标准用法 transform = transforms.Compose([ transforms.Resize(256), # 调整尺寸 transforms.RandomHorizontalFlip(), # 随机翻转 transforms.ToTensor(), # 转为Tensor transforms.Normalize(mean, std) # 标准化 ]) # 等效自定义实现 class MyCompose: def __init__(self, steps): self.steps = steps def __call__(self, x): for step in self.steps: x = step(x) return x ``` > `Compose` 本质是一个变换流水线容器,按顺序组合多个变换操作[^1]。自定义变换函数只需满足可调用且输入/输出兼容即可集成到流水线中[^2]。
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