有没有办法构建一个随机旋转指定角度的keras预处理层？

Question

我正在从事一个天文图像分类项目，我目前正在使用 keras 构建 CNN。

我正在尝试构建预处理管道以使用 keras/tensorflow 层扩充我的数据集。为了简单起见，我想实现 dihedral group (i.e., for square images, 90-degrees rotations and flips), but it seems that tf.keras.preprocessing.image.random_rotation 的随机变换，只允许在均匀分布后连续选择范围内的随机度。

我想知道是否有一种方法可以从指定学位列表中进行选择，在我的例子中是 [0, 90, 180, 270]。

Answer 1

幸运的是，有一个 tensorflow 函数可以满足您的需求：tf.image.rot90。下一步是将该函数包装到自定义 PreprocessingLayer 中，因此它会随机执行。

import tensorflow as tf
import tensorflow.keras.backend as K
from tensorflow.keras.layers.experimental.preprocessing import PreprocessingLayer

class RandomRot90(PreprocessingLayer):
    def __init__(self, name=None, **kwargs) -> None:
        super(RandomRot90, self).__init__(name=name, **kwargs)
        self.input_spec = tf.keras.layers.InputSpec(ndim=4)
    
    def call(self, inputs, training=True):
        if training is None:
            training = K.learning_phase()
        
        def random_rot90():
            # random int between 0 and 3
            rot = tf.random.uniform((),0,4, dtype=tf.int32)
            return tf.image.rot90(inputs, k=rot)
        
        # if not training, do nothing
        outputs = tf.cond(training, random_rot90, lambda:inputs)
        outputs.set_shape(inputs.shape)
        return outputs
    
    def compute_output_shape(self, input_shape):
        return input_shape

请注意，如果您希望能够使用该层保存和加载模型，您可能需要实施 get_config。（见documentation）
另请注意，如果您的输入不是正方形（高度！=宽度），该层可能会失败。

有没有办法构建一个随机旋转指定角度的keras预处理层？

Is there a way to build a keras preprocessing layer that randomly rotates at specified angles?

tensorflow

keras

keras-layer

image-preprocessing

image-augmentation