机器学习:使用numpy实现数据增强(Data Augmentation)

数据增强

图像数据增强一般是大多数人会采用的方法之一,这是由于深度学习对数据集的大小有一定的要求,若原始的数据集比较小,无法很好地满足网络模型的训练,从而影响模型的性能,而图像增强是对原始图像进行一定的处理以扩充数据集,能够在一定程度上提升模型的性能。
一般的方法:
1、对图片进行水平翻转;
2、对图片的光泽、色泽进行变换;
3、将一张较大的图片通过随机剪裁来获得若干张小一点的图片。
有点类似自采样

原图

# -*- coding: utf-8 -*-
from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#%%
img = Image.open("dog.jpeg")
img = np.array(img)
plt.imshow(img)
plt.show()

水平翻转

# 对图像进行翻转是最流行的图像数据增强方法之一
# Flipping images with Numpy
flipped_img = np.fliplr(img)
plt.imshow(flipped_img)
plt.show()

左右上下平移

# Shifting Left

for i in range(HEIGHT, 1, -1):
  for j in range(WIDTH):
     if (i < HEIGHT-20):
       img[j][i] = img[j][i-20]
     elif (i < HEIGHT-1):
       img[j][i] = 0
plt.imshow(img)
plt.show()
#%%
# Shifting Right
for j in range(WIDTH):
  for i in range(HEIGHT):
    if (i < HEIGHT-20):
      img[j][i] = img[j][i+20]
plt.imshow(img)
plt.show()
#%%
# Shifting Up
for j in range(WIDTH):
  for i in range(HEIGHT):
    if (j < WIDTH - 20 and j > 20):
      img[j][i] = img[j+20][i]
    else:
      img[j][i] = 0
plt.imshow(img)
plt.show()

#%%
#Shifting Down
for j in range(WIDTH, 1, -1):
  for i in range(278):
    if (j < 144 and j > 20):
      img[j][i] = img[j-20][i]
plt.imshow(img)
plt.show()

增加噪声

# ADDING NOISE
noise = np.random.randint(5, size = (164, 278, 4), dtype = 'uint8')

for i in range(WIDTH):
    for j in range(HEIGHT):
        for k in range(DEPTH):
            if (img[i][j][k] != 255):
                img[i][j][k] += noise[i][j][k]
plt.imshow(img)
plt.show()

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