06. 이미지 분석 tensorflow 2.0

본 내용은  fastcampus 딥러닝/인공지능 올인원 패키지 online을 정리한 것이다.

 

 

이미지 전처리

augmentation

 

 

python glob # 경로 너주면 한번에 읽어오기 

os.lisdir() 과 glob차이 :

os.listdir() => 하위에 있는 파일 다 읽어 온다.  파일 명만 가져온다.

glob.glob() => 필요한 파일 가져올 수 있다.

 

 

데이터 분석

 

 

 

How to download MNIST images as PNGs?

import gzip
f = gzip.open('./dataset/MNIST/raw/train-images-idx3-ubyte.gz','r')

image_size = 28
num_images = 5

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

f.read(16)
buf = f.read(image_size * image_size * num_images)
data = np.frombuffer(buf, dtype=np.uint8).astype(np.float32)
data = data.reshape(num_images, image_size, image_size, 1)
image = np.asarray(data[2]).squeeze()
plt.imshow(image)

 

 

stackoverflow.com/questions/55049511/how-to-download-mnist-images-as-pngs

How to download MNIST images as PNGs

github.com/myleott/mnist_png/blob/master/convert_mnist_to_png.py

myleott/mnist_png

 

import os
import struct
import sys

from array import array
from os import path

import png

# source: http://abel.ee.ucla.edu/cvxopt/_downloads/mnist.py
def read(dataset = "training", path = "."):
    if dataset is "training":
        fname_img = os.path.join(path, 'train-images-idx3-ubyte')
        fname_lbl = os.path.join(path, 'train-labels-idx1-ubyte')
    elif dataset is "testing":
        fname_img = os.path.join(path, 't10k-images-idx3-ubyte')
        fname_lbl = os.path.join(path, 't10k-labels-idx1-ubyte')
    else:
        raise ValueError("dataset must be 'testing' or 'training'")

    flbl = open(fname_lbl, 'rb')
    magic_nr, size = struct.unpack(">II", flbl.read(8))
    lbl = array("b", flbl.read())
    flbl.close()

    fimg = open(fname_img, 'rb')
    magic_nr, size, rows, cols = struct.unpack(">IIII", fimg.read(16))
    img = array("B", fimg.read())
    fimg.close()

    return lbl, img, size, rows, cols

def write_dataset(labels, data, size, rows, cols, output_dir):
    # create output directories
    output_dirs = [
        path.join(output_dir, str(i))
        for i in range(10)
    ]
    for dir in output_dirs:
        if not path.exists(dir):
            os.makedirs(dir)

    # write data
    for (i, label) in enumerate(labels):
        output_filename = path.join(output_dirs[label], str(i) + ".png")
        print("writing " + output_filename)
        with open(output_filename, "wb") as h:
            w = png.Writer(cols, rows, greyscale=True)
            data_i = [
                data[ (i*rows*cols + j*cols) : (i*rows*cols + (j+1)*cols) ]
                for j in range(rows)
            ]
            w.write(h, data_i)

input_path = './dataset/MNIST/raw/'
output_path = './dataset/MNIST/pngFile/'

for dataset in ["training", "testing"]:
    labels, data, size, rows, cols = read(dataset, input_path)
    write_dataset(labels, data, size, rows, cols,
                    path.join(output_path, dataset))

 

 

label 가져오기

def get_label(path):
    class_name = path.split('/')[-2]
    label = int(class_name)
    return label

get_label(path)

 

h, w = image.shape

 from tqdm import tqdm_notebook => 어디 까지 진행했는지 알 수 있다.

for path in tqdm_notebook(data_paths):  => 사용법

 

 

plt평균값 보여주기

plt.axvline(np.mean(heights), color='r', linestyle='dashed' , linewidth = 2)

 

unique 한 값 찾기

np.unique(heights)

 

 

메모리 문제 때문에 batch size만큼 짤라서 번갈아가면서 넣어준다.

 

4차원(batch, height, width, channel)

 

 

ImageDataGenerator

width_shift_range => 좌우로 변동 0.2 라면 0.2 range만큼 랜덤으로 바꾼다.

zoom_range  => 위아래 좌우 늘리기 좌우 늘리기

rescale => data normalization

 

ImageDataGenerator를 할 때는 fit_generator() -> 로 학습한다.

 

 

unique 한 개수 도 출력

np.unique(class_names,return_counts = True )

 

DataFrame 

pd.DataFrame() => 데이터 생성

 

 

h,w,c = image.shape

 

tensorflow 함수로 label얻기

tf.strings.split(path, '_')[-1]

 

 

tensorflow image labeling

cls_name = tf.strings.regex_replace(fname, '.png', '') 
cls_name

one_hot_encoding = tf.cast(class_names == cls_name, tf.unit8)

 

 

 

tqdm_notebook을 사용하면 진행도를 수 있다.

예:

tqdm_notebook 사용법

from tqdm import tqdm_notebook

for path in tqdm_notebook(data_paths):
    img_pil = Image.open(path)
    image = np.array (img_pil)
    
    h, w = image.shape
    heights.append(h)
    widths.append(w)

 

 

tensorflow unique 

classes = tf.unique(class_names).y.numpy()
classes

 

 

python current time

datetime.now()

 

history.params => history 파라미터 확인

 

 

tensorboard로 하면 속도가 늦어 질 수 있다.

history 로 볼수 있는데 실시간으로 는 볼수 가 없다.

 

tensorflow Checkpoint

tf.keras.callbacks.ModelCheckpoint(save_path, monitor='val_loss')

 

 

save model

model.save()

model = tf.keras.models.load_model('')

 

 

transfor-leraning을 위해서 

weights저장 가능

model.save_weights('**.h5')

model.load_weights()

 

json으로 저장도 가능

with open('**.json','w') as f:

  f.write(model.to_json())

 

 

h5모델 들여다보기

import h5py

model_file = h5py.File('**.h5','r+')

model_file.keys()

model_file['*.h5'].keys()