TensorFlow 中读取图像数据的方式

在 TensorFlow 中，有多种方式可以读取图像数据。下面将介绍三种常用的方式。

1. 使用 tf.data.Dataset.from_tensor_slices() 函数读取图像数据

通过使用 tf.data.Dataset.from_tensor_slices() 函数，可以将图片路径列表以及对应的标签列表转换为一个 tf.data.Dataset 对象。可以使用 tf.io.read_file() 函数读取图像文件的原始内容，并使用 tf.image.decode_image() 函数将原始内容解码成图像张量。通过组合 tf.data.Dataset 中的元素，并进行相应的预处理，可以实现高效地读取图像数据。

import tensorflow as tf
import os

def load_and_preprocess_image(path):
    image = tf.io.read_file(path)
    image = tf.image.decode_image(image, channels=3)
    # 进行图像预处理操作
    ...
    return image

def load_data(image_folder, label_file):
    image_paths = [os.path.join(image_folder, file) for file in os.listdir(image_folder)]
    labels = tf.io.gfile.GFile(label_file).readlines()
    dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((image_paths, labels))
    dataset = dataset.map(lambda path, label: (load_and_preprocess_image(path), tf.strings.strip(label)))
    return dataset
Python

2. 使用 tf.keras.preprocessing.image.ImageDataGenerator 类读取图像数据

tf.keras.preprocessing.image.ImageDataGenerator 类提供了一种方便的方式来读取和预处理图像数据。该类可以从图像文件夹中直接读取图像，并自动进行数据增强和标准化等操作。

from tensorflow.keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator

datagen = ImageDataGenerator(rescale=1./255)
train_generator = datagen.flow_from_directory(
    directory='path/to/train_folder',
    target_size=(64, 64),
    batch_size=32,
    class_mode='binary')

validation_generator = datagen.flow_from_directory(
    directory='path/to/validation_folder',
    target_size=(64, 64),
    batch_size=32,
    class_mode='binary')
Python

3. 使用 tf.data.Dataset.from_generator() 函数读取图像数据

通过使用 tf.data.Dataset.from_generator() 函数，可以自定义一个生成器函数来读取图像数据。在生成器函数中，可以使用 tf.io.read_file() 和 tf.image.decode_image() 函数读取和解码图像，并进行相应的预处理操作。通过将生成器函数作为参数传递给 tf.data.Dataset.from_generator() 函数，可以创建一个 tf.data.Dataset 对象。

import tensorflow as tf
import os

def image_generator(image_folder):
    for file in os.listdir(image_folder):
        path = os.path.join(image_folder, file)
        image = tf.io.read_file(path)
        image = tf.image.decode_image(image, channels=3)
        # 进行图像预处理操作
        ...
        yield image

def load_data(image_folder):
    dataset = tf.data.Dataset.from_generator(
        generator=lambda: image_generator(image_folder),
        output_signature=tf.TensorSpec(shape=(None, None, 3), dtype=tf.uint8)) # 根据实际情况指定shape和数据类型
    return dataset
Python