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使用pytorch制作图像数据集时,需要将存储在磁盘、硬盘的图像读取到内存中,涉及到图像I/O问题。
在python中,图像处理主要采用的库:skimage, opencv-python, Pillow (PIL)。 这三个库均提供了图像读取的方法。
三种主流图像处理库的比较:
库 | 函数/方法 | 返回值 | 图像像素格式 | 像素值范围 | 图像矩阵表示 |
---|---|---|---|---|---|
skimage | io.imread(xxx) | numpy.ndarray | RGB | [0, 255] | (H X W X C) |
cv2 | cv2.imread(xxx) | numpy.ndarray | BGR | [0, 255] | (H X W X C) |
Pillow(PIL) | Image.open(xxx) | PIL.Image.Image对象 | 根据图像格式,一般为RGB | [0, 255] | — |
准备一张测试图像,1200*1200 彩色24bit
显示图像:
从左到右分别为skimage, cv2, PIL 读取之后显示的图像。PIL读取的图像为PIL.Image.Image对象,无法用matplotlib直接显示,需要先转为numpy.ndarray对象。
图1,图3显示正常,图像显示不正常,因为opencv读取的图像为BGR格式,matplotllib使用RGB方式显示,图像通道顺序不一致。
在深度学习中,原始图像需要转换为深度学习框架自定义的数据格式,在pytorch中,需要转为torch.Tensor。
pytorch提供了torch.Tensor
与numpy.ndarray
转换为接口:
方法名 | 作用 |
---|---|
torch.from_numpy(xxx) | numpy.ndarray 转为torch.Tensor |
tensor1.numpy() | 获取tensor1对象的numpy格式数据 |
torch.Tensor
高维矩阵的表示: (nSample)x C x H x W
numpy.ndarray
高维矩阵的表示: H x W x C
因此在两者转换的时候需要使用numpy.transpose( )
方法 。
Code
# ------------np.ndarray转为torch.Tensor------------------------------------
# numpy image: H x W x C
# torch image: C x H x W
# np.transpose( xxx, (2, 0, 1)) # 将 H x W x C 转化为 C x H x W
tensor_skimage = torch.from_numpy(np.transpose(img_skimage, (2, 0, 1)))
tensor_cv = torch.from_numpy(np.transpose(img_cv, (2, 0, 1)))
tensor_pil = torch.from_numpy(np.transpose(img_pil_1, (2, 0, 1)))
# np.transpose( xxx, (2, 0, 1)) # 将 C x H x W 转化为 H x W x C
img_skimage_2 = np.transpose(tensor_skimage.numpy(), (1, 2, 0))
img_cv_2 = np.transpose(tensor_cv.numpy(), (1, 2, 0))
img_pil_2 = np.transpose(tensor_pil.numpy(), (1, 2, 0))
plt.figure()
for i, im in enumerate([img_skimage_2, img_cv_2, img_pil_2]):
ax = plt.subplot(1, 3, i + 1)
ax.imshow(im)
plt.pause(0.01)
显示:
opencv默认读取的图像为BGR形式,可以使用opencv提供的方法:cv2.cvtColor( )
进行图像颜色空间转换
# opencv 读取的图像为BGR
# 首先需要转为RGB
img_cv = cv2.cvtColor(img_cv, cv2.COLOR_BGR2RGB)
# 转torch.Tensor
tensor_cv = torch.from_numpy(img_cv)
# tensor转numpy
img_cv_2 = tensor_cv.numpy()
plt.figure()
plt.title('cv')
plt.imshow(img_cv_2)
plt.show()
显示:
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