機器學習或深度學習模型的訓練的目標是成為“通用”模型。這就需要模型沒有過度擬合訓練數(shù)據(jù)集，或者換句話說,，我們的模型對看不見的數(shù)據(jù)有很好的了解,。數(shù)據(jù)增強也是避免過度擬合的眾多方法之一。
擴展用于訓練模型的數(shù)據(jù)量的過程稱為數(shù)據(jù)增強。通過訓練具有多種數(shù)據(jù)類型的模型，我們可以獲得更“泛化”的模型?！岸喾N數(shù)據(jù)類型”是什么意思呢？本片文章只討論“圖像”數(shù)據(jù)增強技術,，只詳細地介紹各種圖片數(shù)據(jù)增強策略,。我們還將使用 PyTorch 動手實踐并實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)或計算機視覺中主要使用的數(shù)據(jù)增強技術。
因為介紹的是數(shù)據(jù)增強技術,。所以只使用一張圖片就可以了,，我們先看看可視話的代碼
import PIL.Image as Image
import torch
from torchvision import transforms
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import warnings
def imshow（img\_path, transform）：
“”“
FuncTIon to show data augmentaTIon
Param img\_path: path of the image
Param transform: data augmentaTIon technique to apply
”“”
img = Image.open（img\_path）
fig, ax = plt.subplots（1, 2, figsize=（15, 4））
ax[0].set\_TItle（f'Original image {img.size}‘）
ax[0].imshow（img）
img = transform（img）
ax[1].set\_title（f'Transformed image {img.size}’）
ax[1].imshow（img）
Resize/Rescale
此函數(shù)用于將圖像的高度和寬度調整為我們想要的特定大小。下面的代碼演示了我們想要將圖像從其原始大小調整為 224 x 224,。
path = './kitten.jpeg'
transform = transforms.Resize（（224, 224））
imshow（path, transform）
Cropping
該技術將要選擇的圖像的一部分應用于新圖像,。例如,，使用 CenterCrop 來返回一個中心裁剪的圖像。
transform = transforms.CenterCrop（（224, 224））
imshow（path, transform）
RandomResizedCrop
這種方法同時結合了裁剪和調整大小,。
transform = transforms.RandomResizedCrop（（100, 300））
imshow（path, transform）
Flipping
水平或垂直翻轉圖像,，下面代碼將嘗試應用水平翻轉到我們的圖像。
transform = transforms.RandomHorizontalFlip（）
imshow（path, transform）
Padding
填充包括在圖像的所有邊緣上按指定的數(shù)量填充,。我們將每條邊填充50像素,。
transform = transforms.Pad（（50,50,50,50））
imshow（path, transform）
Rotation
對圖像隨機施加旋轉角度。我們將這個角設為15度,。
transform = transforms.RandomRotation（15）
imshow（path, transform）
Random Affine
這種技術是一種保持中心不變的變換,。這種技術有一些參數(shù)：
degrees：旋轉角度
translate：水平和垂直轉換
scale：縮放參數(shù)
share：圖片裁剪參數(shù)
fillcolor：圖像外部填充的顏色
transform = transforms.RandomAffine（1, translate=（0.5, 0.5）， scale=（1, 1）,， shear=（1,1）,， fillcolor=（256,256,256））
imshow（path, transform）
Gaussian Blur
圖像將使用高斯模糊進行模糊處理。
transform = transforms.GaussianBlur（7, 3）
imshow（path, transform）
Grayscale
將彩色圖像轉換為灰度,。
transform = transforms.Grayscale（num\_output\_channels=3）
imshow（path, transform）
顏色增強,，也稱為顏色抖動，是通過改變圖像的像素值來修改圖像的顏色屬性的過程,。下面的方法都是顏色相關的操作,。
Brightness
改變圖像的亮度當與原始圖像對比時，生成的圖像變暗或變亮,。
transform = transforms.ColorJitter（brightness=2）
imshow（path, transform）
Contrast
圖像最暗和最亮部分之間的區(qū)別程度被稱為對比度。圖像的對比度也可以作為增強進行調整,。
transform = transforms.ColorJitter（contrast=2）
imshow（path, transform）
Saturation
圖片中顏色的分離被定義為飽和度,。
transform = transforms.ColorJitter（saturation=20）
imshow（path, transform）
Hue
色調被定義為圖片中顏色的深淺。
transform = transforms.ColorJitter（hue=2）
imshow（path, transform）
總結
圖像本身的變化將有助于模型對未見數(shù)據(jù)的泛化,，從而不會對數(shù)據(jù)進行過擬合,。
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