Tensorflow 可变图像输入大小（自动编码器、放大...）

Question

我一直在寻找解决方案，关于如何使用不同大小的图像作为 NN 的输入。

Numpy

第一个想法是使用 numpy。但是由于每个图像的大小不同，我无法使用它，因为 tensorflow 不接受 numpy.ndarray.

尝试简单的 list 也没有用，因为它不受支持。

数据集生成器

尝试使用 yield 实现自定义生成器，但运行加载 errors:
完成 GeneratorDataset 迭代器时出错：已取消：操作已取消
使用数据集作为输入时不支持 tensorflow y 参数
没有为任何变量提供梯度
生成器产生了一个形状为 (50, 50, 3) 的元素，其中一个形状为 (None, None, None, 3) 的元素是预期的
tensorflow 无法转换为 tensorflow dtype
tensorflow 占位符与急切执行不兼容

在尝试有关如何实现生成器的不同解决方案（来自 SO 和其他站点）时发生了这些错误和其他错误。

文件结构

/1
  -0.png
  -1.png
/2
  -0.png
  -1.png
/3
  -0.png
  -1.png

文件夹 1 中的图像为 50x50 像素，2 为 100x100 像素，3 为 200x200 像素。

升级模型

input_img = keras.Input(shape=(None, None, 3))

upscaled = layers.UpSampling2D((2, 2), interpolation='bilinear')(input_img)
out = layers.Conv2D(3, (3, 3), activation='sigmoid', padding='same')(upscaled)

conv_model = keras.Model(input_img, out)
conv_model.compile(optimizer='adam', loss=tf.keras.losses.MeanSquaredError())

Answer 1

经过几个小时的努力，我找到了解决方案。我的具体答案采用输入图像，目标是将其放大 2 倍。

加载所有输入和输出（目标）数据的路径：

path = 'path_to_parent_dir'
in_paths = [path + '/1/' + f for f in ['0.png', '1.png']] + [path + '/2/' + f for f in ['0.png', '1.png']]
out_paths = [path + '/2/' + f for f in ['0.png', '1.png']] + [path + '/3/' + f for f in ['0.png', '1.png']]

发电机：

def data_generator(in_paths, out_paths):

    for i in range(len(in_paths)):
        yield cv2.imread(in_paths[i]) / 255, cv2.imread(out_paths[i]) / 255

正在转换为数据集

train_dataset = tf.data.Dataset.from_generator(
    lambda: data_generator(in_paths, out_paths), 
    output_types=(tf.float32, tf.float32), 
    output_shapes=((None, None, 3), (None, None, 3))
).batch(1)

validate_dataset = tf.data.Dataset.from_generator(
    lambda: data_generator(in_paths, out_paths), 
    output_types=(tf.float32, tf.float32), 
    output_shapes=((None, None, 3), (None, None, 3))
).batch(1)

lambda 函数是必需的，因为 from_generator 不接受生成器，而是对函数本身的引用（因此没有参数）。可以在 from_generator 中使用 args=()，但在我的例子中，数据（路径）被转换为类似字节的对象，所以它对我不起作用。

警告

这只是一个示例，它使用相同的数据进行训练和验证（这很愚蠢）。请在调整此解决方案时为每个使用不同的数据。

培训

conv_model.fit(
    train_dataset,
    epochs=1,
    validation_data=validate_dataset
)

自动分片策略

此工作流程在每个纪元之后（或者在期间，或者在随机时间，真的）产生一条非常长的警告消息，建议关闭自动分片或将 auto_shard_policy 切换到 DATA 以分片数据集。

但这只是一个警告，所以它仍然有效。有一个关于如何禁用它的解决方案：so link

备选

我还找到了另一种方法来完成这项工作。不同之处在于，它必须生成不同类型的输出（元组的元组）。不确定哪种方式是正确的，或者它们是否等价。

def data_generator_(in_paths, out_paths):

    for i in range(len(in_paths)):
        yield (cv2.imread(in_paths[i]) / 255, ), (cv2.imread(out_paths[i]) / 255, )

train_dataset = tf.data.Dataset.from_generator(
    lambda: data_generator_2(in_paths, out_paths), 
    output_types=(tf.float32, tf.float32), 
    output_shapes=((None, None, None, 3), (None, None, None, 3))
)

validate_dataset = tf.data.Dataset.from_generator(
    lambda: data_generator_2(in_paths, out_paths), 
    output_types=(tf.float32, tf.float32), 
    output_shapes=((None, None, None, 3), (None, None, None, 3))
)

conv_model.fit(
    train_dataset,
    epochs=1,
    batch_size=1,
    validation_data=validate_dataset
)

这真的很难弄清楚，希望它能帮助别人。

Tensorflow 可变图像输入大小（自动编码器、放大...）

Tensorflow variable image input size (autoencoder, upscaling ...)

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