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如何使用Python和OpenCV实现对象检测任务的数据扩充过程?

2021-03-16 09:33
磐创AI
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def colorjitter(img, cj_type="b"):
   '''
   ### Different Color Jitter ###
   img: image
   cj_type: {b: brightness, s: saturation, c: constast}
   '''
   if cj_type == "b":
       # value = random.randint(-50, 50)
       value = np.random.choice(np.array([-50, -40, -30, 30, 40, 50]))
       hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)
       h, s, v = cv2.split(hsv)
       if value >= 0:
           lim = 255 - value
           v[v > lim] = 255
           v[v <= lim] += value
       else:
           lim = np.absolute(value)
           v[v < lim] = 0
           v[v >= lim] -= np.absolute(value)
       final_hsv = cv2.merge((h, s, v))
       img = cv2.cvtColor(final_hsv, cv2.COLOR_HSV2BGR)
       return img
   
   elif cj_type == "s":
       # value = random.randint(-50, 50)
       value = np.random.choice(np.array([-50, -40, -30, 30, 40, 50]))
       hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)
       h, s, v = cv2.split(hsv)
       if value >= 0:
           lim = 255 - value
           s[s > lim] = 255
           s[s <= lim] += value
       else:
           lim = np.absolute(value)
           s[s < lim] = 0
           s[s >= lim] -= np.absolute(value)
       final_hsv = cv2.merge((h, s, v))
       img = cv2.cvtColor(final_hsv, cv2.COLOR_HSV2BGR)
       return img
   
   elif cj_type == "c":
       brightness = 10
       contrast = random.randint(40, 100)
       dummy = np.int16(img)
       dummy = dummy * (contrast/127+1) - contrast + brightness
       dummy = np.clip(dummy, 0, 255)
       img = np.uint8(dummy)
       return img
添加噪声通常,噪声被认为是图像中不可预料的因素,然而,有几种类型的噪声(如高斯噪声、椒盐噪声)可以用于数据扩充,在深度学习中,添加噪声是一种非常简单而有益的数据扩充方法。在下面的例子中,为了增强数据,将高斯噪声和椒盐噪声添加到原始图像中。

对于那些无法识别高斯噪声和椒盐噪声区别的人,高斯噪声的取值范围取决于配置,从0到255,因此,在RGB图像中,高斯噪声像素可以是任何颜色。相反,椒盐噪声像素只能有两个值:0或255,分别为黑色(椒)或白色(盐)。def noisy(img, noise_type="gauss"):
   '''
   ### Adding Noise ###
   img: image
   cj_type: {gauss: gaussian, sp: salt & pepper}
   '''
   if noise_type == "gauss":
       image=img.copy()
       mean=0
       st=0.7
       gauss = np.random.normal(mean,st,image.shape)
       gauss = gauss.astype('uint8')
       image = cv2.add(image,gauss)
       return image
   
   elif noise_type == "sp":
       image=img.copy()
       prob = 0.05
       if len(image.shape) == 2:
           black = 0
           white = 255            
       else:
           colorspace = image.shape[2]
           if colorspace == 3:  # RGB
               black = np.array([0, 0, 0], dtype='uint8')
               white = np.array([255, 255, 255], dtype='uint8')
           else:  # RGBA
               black = np.array([0, 0, 0, 255], dtype='uint8')
               white = np.array([255, 255, 255, 255], dtype='uint8')
       probs = np.random.random(image.shape[:2])
       image[probs < (prob / 2)] = black
       image[probs > 1 - (prob / 2)] = white
       return image
过滤本文介绍的最后一个数据扩充过程是过滤。与添加噪声类似,过滤也很简单,易于实现。在实现中使用的三种滤波类型包括模糊(均值)、高斯和中值。

def filters(img, f_type = "blur"):
   '''
   ### Filtering ###
   img: image
   f_type: {blur: blur, gaussian: gaussian, median: median}
   '''
   if f_type == "blur":
       image=img.copy()
       fsize = 9
       return cv2.blur(image,(fsize,fsize))
   
   elif f_type == "gaussian":
       image=img.copy()
       fsize = 9
       return cv2.GaussianBlur(image, (fsize, fsize), 0)
   
   elif f_type == "median":
       image=img.copy()
       fsize = 9
       return cv2.medianBlur(image, fsize)
总结

在这篇文章中,主要向大家介绍了一个关于对象检测任务中数据扩充实现的教程。你们可以在这里找到完整实现。https://github.com/tranleanh/data-augmentation

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