给下列代码逐行注释 def imshow(img): img = img / 2 + 0.5 # unnormalize npimg = img.numpy() plt.imshow(np.transpose(npimg, (1, 2, 0))) plt.show()

时间: 2023-04-08 16:00:49 浏览: 377
这段代码定义了一个名为 "imshow" 的函数,该函数接受一个参数 "img",表示要显示的图像。 第二行代码将输入的图像 "img" 除以 2 并加上 0.5,这是为了将图像像素值的范围从 [0, 1] 映射到 [0.5, 1],以便更好地显示图像。
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给以下的代码加详细的中文注释#导入相关库 from skimage import data,color import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt #中文显示工具函数 def set_ch(): from pylab import mpl mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong'] mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False set_ch() D= 10 #读入图片 new_img = data.coffee() new_img = color.rgb2gray(new_img) #numpy中的傅里叶变化 f1 = np.fft.fft2(new_img) f1_shift = np.fft.fftshift(f1) #np.fft.fftshift()函数来实现平移,让直流分量在输出图像的重心 #实现理想低通滤波器 rows,cols = new_img.shape crow,ccol=int(rows/2),int(cols/2)#计算频谱中心 mask= np.zeros((rows,cols),np.uint8)#生成rows行cols的矩阵,数据格式为uint8 for i in range(rows): for j in range(cols): if np.sqrt(i*i+j*j)<=D: #将距离频谱中心小于D的部分低通信息,设置为1,属于低通滤波 mask[crow - D:crow + D, ccol - D:ccol + D] = 1 f1_shift = f1_shift*mask #傅里叶逆变换 f_ishift = np.fft.ifftshift(f1_shift) img_back=np.fft.ifft2(f_ishift) img_back=np.abs(img_back) img_back=(img_back-np.amin(img_back))/(np.amax(img_back)-np.amin(img_back)) #plt.figure(figsize=(15,8)) plt.figure() plt.subplot(121),plt.imshow(new_img,cmap='gray'),plt.title('原始图像') plt.subplot(122),plt.imshow(img_back,cmap='gray'),plt.title('滤波后图像') plt.show()

利用 Python 实现二分查找算法 def binary_search(arr, target): """ 二分查找函数 参数: arr: 有序数组(从小到大排列) target: 目标元素 返回值: 如果找到目标元素,返回其下标;如果没找到,返回 -1。 """ # 定义左右边界 left = 0 right = len(arr) - 1 # 当左边界小于等于右边界时,继续循环 while left <= right: # 计算中间位置 mid = (left + right) // 2 # 如果目标元素在中间位置左边,缩小右边界 if arr[mid] > target: right = mid - 1 # 如果目标元素在中间位置右边,扩大左边界 elif arr[mid] < target: left = mid + 1 # 如果目标元素就是中间位置,直接返回下标 else: return mid # 如果左边界大于右边界,说明没找到,返回 -1 return -1

逐行详细解释以下代码并加注释from tensorflow import keras import matplotlib.pyplot as plt base_image_path = keras.utils.get_file( "coast.jpg", origin="https://img-datasets.s3.amazonaws.com/coast.jpg") plt.axis("off") plt.imshow(keras.utils.load_img(base_image_path)) #instantiating a model from tensorflow.keras.applications import inception_v3 model = inception_v3.InceptionV3(weights='imagenet',include_top=False) #配置各层对DeepDream损失的贡献 layer_settings = { "mixed4": 1.0, "mixed5": 1.5, "mixed6": 2.0, "mixed7": 2.5, } outputs_dict = dict( [ (layer.name, layer.output) for layer in [model.get_layer(name) for name in layer_settings.keys()] ] ) feature_extractor = keras.Model(inputs=model.inputs, outputs=outputs_dict) #定义损失函数 import tensorflow as tf def compute_loss(input_image): features = feature_extractor(input_image) loss = tf.zeros(shape=()) for name in features.keys(): coeff = layer_settings[name] activation = features[name] loss += coeff * tf.reduce_mean(tf.square(activation[:, 2:-2, 2:-2, :])) return loss #梯度上升过程 @tf.function def gradient_ascent_step(image, learning_rate): with tf.GradientTape() as tape: tape.watch(image) loss = compute_loss(image) grads = tape.gradient(loss, image) grads = tf.math.l2_normalize(grads) image += learning_rate * grads return loss, image def gradient_ascent_loop(image, iterations, learning_rate, max_loss=None): for i in range(iterations): loss, image = gradient_ascent_step(image, learning_rate) if max_loss is not None and loss > max_loss: break print(f"... Loss value at step {i}: {loss:.2f}") return image #hyperparameters step = 20. num_octave = 3 octave_scale = 1.4 iterations = 30 max_loss = 15. #图像处理方面 import numpy as np def preprocess_image(image_path): img = keras.utils.load_img(image_path) img = keras.utils.img_to_array(img) img = np.expand_dims(img, axis=0) img = keras.applications.inception_v3.preprocess_input(img) return img def deprocess_image(img): img = img.reshape((img.shape[1], img.shape[2], 3)) img /= 2.0 img += 0.5 img *= 255. img = np.clip(img, 0, 255).astype("uint8") return img #在多个连续 上运行梯度上升 original_img = preprocess_image(base_image_path) original_shape = original_img.shape[1:3] successive_shapes = [original_shape] for i in range(1, num_octave): shape = tuple([int(dim / (octave_scale ** i)) for dim in original_shape]) successive_shapes.append(shape) successive_shapes = successive_shapes[::-1] shrunk_original_img = tf.image.resize(original_img, successive_shapes[0]) img = tf.identity(original_img) for i, shape in enumerate(successive_shapes): print(f"Processing octave {i} with shape {shape}") img = tf.image.resize(img, shape) img = gradient_ascent_loop( img, iterations=iterations, learning_rate=step, max_loss=max_loss ) upscaled_shrunk_original_img = tf.image.resize(shrunk_original_img, shape) same_size_original = tf.image.resize(original_img, shape) lost_detail = same_size_original - upscaled_shrunk_original_img img += lost_detail shrunk_original_img = tf.image.resize(original_img, shape) keras.utils.save_img("DeepDream.png", deprocess_image(img.numpy()))

这段代码是一个使用 DeepDream 技术对一张图像进行处理的例子。下面对每一部分进行详细解释: 1. 导入所需的库 ```python from tensorflow import keras import matplotlib.pyplot as plt ``` 导入了 TensorFlow 和 Keras 库,以及用于绘制图像的 Matplotlib 库。 2. 加载图像 ```python base_image_path = keras.utils.get_file( "coast.jpg", origin="https://img-datasets.s3.amazonaws.com/coast.jpg") plt.axis("off") plt.imshow(keras.utils.load_img(base_image_path)) ``` 使用 `keras.utils.get_file` 函数从亚马逊 S3 存储桶中下载名为 "coast.jpg" 的图像,并使用 `keras.utils.load_img` 函数加载该图像。`plt.axis("off")` 和 `plt.imshow` 函数用于绘制该图像并关闭坐标轴。 3. 实例化模型 ```python from tensorflow.keras.applications import inception_v3 model = inception_v3.InceptionV3(weights='imagenet',include_top=False) ``` 使用 Keras 库中的 InceptionV3 模型对图像进行处理。`weights='imagenet'` 表示使用预训练的权重,`include_top=False` 表示去掉模型的顶层(全连接层)。 4. 配置 DeepDream 损失 ```python layer_settings = { "mixed4": 1.0, "mixed5": 1.5, "mixed6": 2.0, "mixed7": 2.5, } outputs_dict = dict( [(layer.name, layer.output) for layer in [model.get_layer(name) for name in layer_settings.keys()]] ) feature_extractor = keras.Model(inputs=model.inputs, outputs=outputs_dict) ``` 通过配置不同层对 DeepDream 损失的贡献来控制图像的风格。该代码块中的 `layer_settings` 字典定义了每层对损失的贡献,`outputs_dict` 变量将每层的输出保存到一个字典中,`feature_extractor` 变量实例化一个新模型来提取特征。 5. 定义损失函数 ```python import tensorflow as tf def compute_loss(input_image): features = feature_extractor(input_image) loss = tf.zeros(shape=()) for name in features.keys(): coeff = layer_settings[name] activation = features[name] loss += coeff * tf.reduce_mean(tf.square(activation[:, 2:-2, 2:-2, :])) return loss ``` 定义了一个计算 DeepDream 损失的函数。该函数首先使用 `feature_extractor` 模型提取输入图像的特征,然后计算每层对损失的贡献并相加,最终返回总损失。 6. 梯度上升过程 ```python @tf.function def gradient_ascent_step(image, learning_rate): with tf.GradientTape() as tape: tape.watch(image) loss = compute_loss(image) grads = tape.gradient(loss, image) grads = tf.math.l2_normalize(grads) image += learning_rate * grads return loss, image def gradient_ascent_loop(image, iterations, learning_rate, max_loss=None): for i in range(iterations): loss, image = gradient_ascent_step(image, learning_rate) if max_loss is not None and loss > max_loss: break print(f"... Loss value at step {i}: {loss:.2f}") return image ``` 定义了一个用于实现梯度上升过程的函数。`gradient_ascent_step` 函数计算输入图像的损失和梯度,然后对图像进行梯度上升并返回更新后的图像和损失。`gradient_ascent_loop` 函数使用 `gradient_ascent_step` 函数实现多次迭代,每次迭代都会计算损失和梯度,并对输入图像进行更新。 7. 设置超参数 ```python step = 20. num_octave = 3 octave_scale = 1.4 iterations = 30 max_loss = 15. ``` 设置了一些 DeepDream 算法的超参数,例如梯度上升步长、金字塔层数、金字塔缩放比例、迭代次数和损失上限。 8. 图像处理 ```python import numpy as np def preprocess_image(image_path): img = keras.utils.load_img(image_path) img = keras.utils.img_to_array(img) img = np.expand_dims(img, axis=0) img = keras.applications.inception_v3.preprocess_input(img) return img def deprocess_image(img): img = img.reshape((img.shape[1], img.shape[2], 3)) img /= 2.0 img += 0.5 img *= 255. img = np.clip(img, 0, 255).astype("uint8") return img ``` 定义了两个函数,`preprocess_image` 函数将输入图像进行预处理,`deprocess_image` 函数将处理后的图像进行还原。 9. DeepDream 算法过程 ```python original_img = preprocess_image(base_image_path) original_shape = original_img.shape[1:3] successive_shapes = [original_shape] for i in range(1, num_octave): shape = tuple([int(dim / (octave_scale ** i)) for dim in original_shape]) successive_shapes.append(shape) successive_shapes = successive_shapes[::-1] shrunk_original_img = tf.image.resize(original_img, successive_shapes[0]) img = tf.identity(original_img) for i, shape in enumerate(successive_shapes): print(f"Processing octave {i} with shape {shape}") img = tf.image.resize(img, shape) img = gradient_ascent_loop( img, iterations=iterations, learning_rate=step, max_loss=max_loss ) upscaled_shrunk_original_img = tf.image.resize(shrunk_original_img, shape) same_size_original = tf.image.resize(original_img, shape) lost_detail = same_size_original - upscaled_shrunk_original_img img += lost_detail shrunk_original_img = tf.image.resize(original_img, shape) keras.utils.save_img("DeepDream.png", deprocess_image(img.numpy())) ``` 使用预先定义的函数和变量实现了 DeepDream 算法的过程。首先对原始图像进行预处理,然后根据金字塔层数和缩放比例生成多个连续的图像,对每个图像进行梯度上升处理,最终将所有处理后的图像进行合并,并使用 `keras.utils.save_img` 函数保存最终结果。
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