使用Python进行图像增强

本文为 AI 研习社编译的技术博客，原标题 ：

Image Augmentation Examples in Python

翻译 | 就2 校对 | 老赵 整理 | 志豪

https://towardsdatascience.com/image-augmentation-examples-in-python-d552c26f2873

Python中的图像增强示例

我目前正在进行一项研究，审查图像数据增强的深度和有效性。本研究的目标是在有限或者少量数据的情况下，学习如何增加我们的数据集大小,来训练鲁棒性卷积网络模型。

这项研究需要列出所有我们能想到的图像增强方法，并穷举所有这些组合，尝试提高图像分类模型的性能。首先出现在脑海中最简单的图片增强：是翻转，平移，旋转，缩放，隔离个别的r,g,b颜色通道，和添加噪音。更令人兴奋的增强是使用生成对抗网络模型，或用遗传算法交换生成器网络，更有甚者在图像中应用instagram风格的光照滤镜、随机区域锐化滤镜、基于聚类技术的均值图像增强等创新方法。

本文将向您展示如何使用NumPy对图像进行增强。

下面是一些增强技术的列表和说明，如果你能想到任何其他方法来增强图像，可提高图像分类器的质量，请留下评论。

原始图片（未增强）

增强

所有的增强都是在没有OpenCV库的情况下使用Numpy完成的

# Image Loading Code used for these examples

fromPILimportImage

importnumpyasnp

importmatplotlib.pyplotasplt

img = Image.open('./NIKE.png')

img = np.array(img)

plt.imshow(img)

plt.show()

翻转

翻转图像是最流行的图像数据增强方法之一。

这主要是由于翻转代码的简单性以及对于大多数问题的直观性，翻转图像会为模型增加价值。

下面的模型可以被认为是看到左鞋而不是右鞋，因此通过这种数据增加，模型对于看到鞋的潜在变化变得更加健壮。

#Flipping images with Numpy

flipped_img = np.fliplr(img)

plt.imshow(flipped_img)

plt.show()

平移

平移增强对检测类分类器有很大价值。 这个分类模型试图检测鞋子何时在图像中而不是在图像中。

平移将有助于它在不看鞋架的整个鞋子的情况下拿起鞋子。

# Shifting Left

foriinrange(HEIGHT, 1, -1):

forjinrange(WIDTH):

if(i

img[j][i] = img[j][i-20]

elif(i

img[j][i] = 0

plt.imshow(img)

plt.show()

# Shifting Right

forjinrange(WIDTH):

foriinrange(HEIGHT):

if(i

img[j][i] = img[j][i+20]

plt.imshow(img)

plt.show()

# Shifting Up

forjinrange(WIDTH):

foriinrange(HEIGHT):

if(j 20):

img[j][i] = img[j+20][i]

else:

img[j][i] =

plt.imshow(img)

plt.show()

#Shifting Down

forjinrange(WIDTH,1,-1):

foriinrange(278):

if(j 20):

img[j][i] = img[j-20][i]

plt.imshow(img)

plt.show()

噪点

噪点是一种有趣的增强技术。 我已经看过很多关于对抗训练的有趣论文，你可以将一些噪点投入到图像中，因此模型无法正确分类。 但我仍然在寻找产生比下图更好的噪点的方法。 添加噪点可能有助于光照畸变并使模型更加鲁棒（编者就2：意思是这里让边缘光照发生失真，让尺度不变的情况下特征转变（SIFT），从而能增加鲁棒性（SURF)，使得识别更加准确 ，不过，看这文章的水平应该是我多虑了）。

GANs（生成对抗网络）

我已经收到很多关于研究使用Generative Adversarial Networks进行数据增强的兴趣，下面是我能够使用MNIST数据集生成的一些图像。

正如我们从上面的图片中可以看出的那样，它们确实看起来像3 ，7和9。我目前在扩展网络架构方面遇到一些麻烦，以支持运动鞋的300x300x3尺寸输出，而不是28x28x1 MNIST数字。

但是，我对这项研究感到非常兴奋，并期待继续这项研究！感谢您阅读本文，希望您现在知道如何实现基本数据扩充以改进您的分类模型！

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戳链接：

http://www.gair.link/page/TextTranslation/1088