pytorch中图像的数据格式实例

计算机视觉方面朋友都需要跟图像打交道，在pytorch中图像与我们平时在matlab中见到的图像数据格式有所不同。matlab中我们通常使用函数imread()来轻松地读入一张图像，我们在变量空间中可看到数据的存储方式是H x W x C的顺序（其中H、W、C分别表示图像的高、宽和通道数，通道数一般为RGB三通道），另外，其中的每一个数据都是[0,255]的整数。

在使用pytorch的时候，我们通常要使用pytorch中torchvision包下面的datasets模块和transforms模块。而通常情况下在我们使用了这两个模块之后，所处理的图像数据格式已经不是我们所熟知的格式了。

下面按照代码来进行讲解：

#导入需要的包和模块
import torch
from torchvision import datasets, transforms
import os

#transforms指明了需要对原始图像做何种变换
data_transforms = transforms.Compose([
   transforms.RandomResizedCrop(224),
   transforms.RandomHorizontalFlip(),
   transforms.ToTensor(),
   transforms.Normalize([0.485, 0.456, 0.406], [0.229, 0.224, 0.225])
 ])

#指明了图像存放的位置；里面可能有好几个文件夹，分别存放不同种类的图像
data_dir = 'original_data'
image_dataset = datasets.ImageFolder(data_dir, data_transforms)
dataloader = torch.utils.data.DataLoader(image_dataset, batch_size=4, shuffle=True, num_workers=4)

代码中首先使用datasets模块读取图像数据，输出的图像类型为PILImage，并且图像中的每一个数据大小范围已经不再是[0,255]，而是[0,1]。datasets模块下有好几个读取图像的类，比如CIFAR10、MNIST等能够直接获取标准数据库；而我们代码中所使用的类是ImageFolder，它能够读取本地存放的图像。其中需要指定图像所在文件路径和需要对数据进行的变换。

从上面的data_transforms变量中我们能够看出进行了多种变换，而Compose就是将多种变换组合起来的方法。data_transforms中一共包含了四个变换，前两个是对PILImage进行的，分别对其进行随机大小（默认原始图像大小的0.08-1.0）和随机宽高比（默认原始图像宽高比的3/4-4/3）的裁剪，之后resize到指定大小224；以及对原始图像进行随机（默认0.5概率）的水平翻转。

第三个transforms.ToTensor()的变换操作是关键一步，它将PILImage转变为torch.FloatTensor的数据形式，这种数据形式一定是C x H x W的图像格式加上[0,1]的大小范围。它将颜色通道这一维从第三维变换到了第一维。

后面的Normalize变换是对tensor这种数据格式进行的，它的操作是用给定的均值和标准差分别对每个通道的数据进行正则化。具体来说，给定均值(M1,...,Mn)，给定标准差(S1,..,Sn)，其中n是通道数（一般是3），对每个通道进行如下操作：

output[channel] = (input[channel] - mean[channel]) / std[channel]

经过上面一系列的转换之后，我们可以得出的结论是，图像的数据格式首先在维度的排序上发生了改变，其次数据的范围也发生了改变。

来源：https://blog.csdn.net/gaishi_hero/article/details/81153361