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Python人工智能实战之以图搜图的实现

2024-04-02 19:55

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前言

基于vgg网络和Keras深度学习框架的以图搜图功能实现。

一、实验要求

给出一张图像后,在整个数据集中(至少100个样本)找到与这张图像相似的图像(至少5张),并把图像有顺序的展示。

二、环境配置

解释器:python3.10

编译器:Pycharm

必用配置包:

numpy、h5py、matplotlib、keras、pillow

三、代码文件

1、vgg.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
from numpy import linalg as LA
 
from keras.applications.vgg16 import VGG16
from keras.preprocessing import image
from keras.applications.vgg16 import preprocess_input as preprocess_input_vgg
class VGGNet:
    def __init__(self):
        self.input_shape = (224, 224, 3)
        self.weight = 'imagenet'
        self.pooling = 'max'
        self.model_vgg = VGG16(weights = self.weight, input_shape = (self.input_shape[0], self.input_shape[1], self.input_shape[2]), pooling = self.pooling, include_top = False)
        self.model_vgg.predict(np.zeros((1, 224, 224 , 3)))
 
    #提取vgg16最后一层卷积特征
    def vgg_extract_feat(self, img_path):
        img = image.load_img(img_path, target_size=(self.input_shape[0], self.input_shape[1]))
        img = image.img_to_array(img)
        img = np.expand_dims(img, axis=0)
        img = preprocess_input_vgg(img)
        feat = self.model_vgg.predict(img)
        # print(feat.shape)
        norm_feat = feat[0]/LA.norm(feat[0])
        return norm_feat

2、index.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import os
import h5py
import numpy as np
import argparse
from vgg import VGGNet
 
def get_imlist(path):
    return [os.path.join(path, f) for f in os.listdir(path) if f.endswith('.jpg')]
 
if __name__ == "__main__":
    database = r'D:\pythonProject5\flower_roses'
    index = 'vgg_featureCNN.h5'
    img_list = get_imlist(database)
 
    print("         feature extraction starts")
 
    feats = []
    names = []
 
    model = VGGNet()
    for i, img_path in enumerate(img_list):
        norm_feat = model.vgg_extract_feat(img_path)  # 修改此处改变提取特征的网络
        img_name = os.path.split(img_path)[1]
        feats.append(norm_feat)
        names.append(img_name)
        print("extracting feature from image No. %d , %d images in total" % ((i + 1), len(img_list)))
 
    feats = np.array(feats)
 
    output = index
    print("      writing feature extraction results ...")
 
    h5f = h5py.File(output, 'w')
    h5f.create_dataset('dataset_1', data=feats)
    # h5f.create_dataset('dataset_2', data = names)
    h5f.create_dataset('dataset_2', data=np.string_(names))
    h5f.close()

3、test.py

# -*- coding: utf-8 -*-
from vgg import VGGNet
import numpy as np
import h5py
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.image as mpimg
import argparse
 
query = r'D:\pythonProject5\rose\red_rose.jpg'
index = 'vgg_featureCNN.h5'
result = r'D:\pythonProject5\flower_roses'
# read in indexed images' feature vectors and corresponding image names
h5f = h5py.File(index, 'r')
# feats = h5f['dataset_1'][:]
feats = h5f['dataset_1'][:]
print(feats)
imgNames = h5f['dataset_2'][:]
print(imgNames)
h5f.close()
print("               searching starts")
queryImg = mpimg.imread(query)
plt.title("Query Image")
plt.imshow(queryImg)
plt.show()
 
# init VGGNet16 model
model = VGGNet()
# extract query image's feature, compute simlarity score and sort
queryVec = model.vgg_extract_feat(query)  # 修改此处改变提取特征的网络
print(queryVec.shape)
print(feats.shape)
scores = np.dot(queryVec, feats.T)
rank_ID = np.argsort(scores)[::-1]
rank_score = scores[rank_ID]
# print (rank_ID)
print(rank_score)
# number of top retrieved images to show
maxres = 6  # 检索出6张相似度最高的图片
imlist = []
for i, index in enumerate(rank_ID[0:maxres]):
    imlist.append(imgNames[index])
    print(type(imgNames[index]))
    print("image names: " + str(imgNames[index]) + " scores: %f" % rank_score[i])
print("top %d images in order are: " % maxres, imlist)
# show top #maxres retrieved result one by one
for i, im in enumerate(imlist):
    image = mpimg.imread(result + "/" + str(im, 'utf-8'))
    plt.title("search output %d" % (i + 1))
    plt.imshow(np.uint8(image))
    f = plt.gcf()  # 获取当前图像
    f.savefig(r'D:\pythonProject5\result\{}.jpg'.format(i),dpi=100)
    #f.clear()  # 释放内存
    plt.show()

四、演示

1、项目文件夹

数据集

结果(运行前)

原图

2、相似度排序输出

3、保存结果

五、尾声

分享一个实用又简单的爬虫代码,搜图顶呱呱!

import os
import time
import requests
import re
def imgdata_set(save_path,word,epoch):
    q=0     #停止爬取图片条件
    a=0     #图片名称
    while(True):
        time.sleep(1)
        url="https://image.baidu.com/search/flip?tn=baiduimage&ie=utf-8&word={}&pn={}&ct=&ic=0&lm=-1&width=0&height=0".format(word,q)
        #word=需要搜索的名字
        headers={
            'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/88.0.4324.96 Safari/537.36 Edg/88.0.705.56'
        }
        response=requests.get(url,headers=headers)
        # print(response.request.headers)
        html=response.text
        # print(html)
        urls=re.findall('"objURL":"(.*?)"',html)
        # print(urls)
        for url in urls:
            print(a)    #图片的名字
            response = requests.get(url, headers=headers)
            image=response.content
            with open(os.path.join(save_path,"{}.jpg".format(a)),'wb') as f:
                f.write(image)
            a=a+1
        q=q+20
        if (q/20)>=int(epoch):
            break
if __name__=="__main__":
    save_path = input('你想保存的路径:')
    word = input('你想要下载什么图片?请输入:')
    epoch = input('你想要下载几轮图片?请输入(一轮为60张左右图片):')  # 需要迭代几次图片
    imgdata_set(save_path, word, epoch)

到此这篇关于Python人工智能实战之以图搜图的实现的文章就介绍到这了,更多相关Python以图搜图内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网!

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