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Esercitazione: Eseguire un modello TensorFlow in Python

  • Articolo

Questa esercitazione illustra come usare un modello TensorFlow esportato localmente per classificare le immagini.

Nota

Questa esercitazione è valida solo per i modelli esportati da progetti di classificazione delle immagini "Generale (compatto)". Se sono stati esportati altri modelli, visitare il repository di codici di esempio.

Prerequisiti

  • Installare Python 2.7+ o Python 3.6+.
  • Installare pip.

Sarà quindi necessario installare anche i pacchetti seguenti:

pip install tensorflow
pip install pillow
pip install numpy
pip install opencv-python

Caricare il modello e i tag

Il file .zip scaricato dalla fase di esportazione contiene un file model.pb e un file labels.txt. Questi file rappresentano il modello sottoposto a training e le etichette di classificazione. Il primo passaggio consiste nel caricare il modello nel progetto. Aggiungere il codice seguente in un nuovo script Python.

import tensorflow as tf
import os

graph_def = tf.compat.v1.GraphDef()
labels = []

# These are set to the default names from exported models, update as needed.
filename = "model.pb"
labels_filename = "labels.txt"

# Import the TF graph
with tf.io.gfile.GFile(filename, 'rb') as f:
    graph_def.ParseFromString(f.read())
    tf.import_graph_def(graph_def, name='')

# Create a list of labels.
with open(labels_filename, 'rt') as lf:
    for l in lf:
        labels.append(l.strip())

Preparare un'immagine per la stima

Per preparare un'immagine per la previsione, è necessario eseguire alcuni passaggi. Questi passaggi simulano la modifica dell'immagine eseguita durante il training.

  1. Aprire il file e creare un'immagine nello spazio colore BGR

    from PIL import Image
import numpy as np
import cv2

# Load from a file
imageFile = "<path to your image file>"
image = Image.open(imageFile)

# Update orientation based on EXIF tags, if the file has orientation info.
image = update_orientation(image)

# Convert to OpenCV format
image = convert_to_opencv(image)

  2. Se l'immagine ha una dimensione maggiore di 1600 pixel, chiamare questo metodo (definito in un secondo momento).

    image = resize_down_to_1600_max_dim(image)

  3. Ritagliare il riquadro centrale più grande

    h, w = image.shape[:2]
min_dim = min(w,h)
max_square_image = crop_center(image, min_dim, min_dim)

  4. Ridimensionare il quadrato fino a 256x256

    augmented_image = resize_to_256_square(max_square_image)

  5. Ritagliare il centro per le dimensioni di input specifiche per il modello

    # Get the input size of the model
with tf.compat.v1.Session() as sess:
    input_tensor_shape = sess.graph.get_tensor_by_name('Placeholder:0').shape.as_list()
network_input_size = input_tensor_shape[1]

# Crop the center for the specified network_input_Size
augmented_image = crop_center(augmented_image, network_input_size, network_input_size)

  6. Definire funzioni helper. I passaggi precedenti usano le funzioni helper seguenti:

    def convert_to_opencv(image):
    # RGB -> BGR conversion is performed as well.
    image = image.convert('RGB')
    r,g,b = np.array(image).T
    opencv_image = np.array([b,g,r]).transpose()
    return opencv_image

def crop_center(img,cropx,cropy):
    h, w = img.shape[:2]
    startx = w//2-(cropx//2)
    starty = h//2-(cropy//2)
    return img[starty:starty+cropy, startx:startx+cropx]

def resize_down_to_1600_max_dim(image):
    h, w = image.shape[:2]
    if (h < 1600 and w < 1600):
        return image

    new_size = (1600 * w // h, 1600) if (h > w) else (1600, 1600 * h // w)
    return cv2.resize(image, new_size, interpolation = cv2.INTER_LINEAR)

def resize_to_256_square(image):
    h, w = image.shape[:2]
    return cv2.resize(image, (256, 256), interpolation = cv2.INTER_LINEAR)

def update_orientation(image):
    exif_orientation_tag = 0x0112
    if hasattr(image, '_getexif'):
        exif = image._getexif()
        if (exif != None and exif_orientation_tag in exif):
            orientation = exif.get(exif_orientation_tag, 1)
            # orientation is 1 based, shift to zero based and flip/transpose based on 0-based values
            orientation -= 1
            if orientation >= 4:
                image = image.transpose(Image.TRANSPOSE)
            if orientation == 2 or orientation == 3 or orientation == 6 or orientation == 7:
                image = image.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM)
            if orientation == 1 or orientation == 2 or orientation == 5 or orientation == 6:
                image = image.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
    return image

Classificare un'immagine

Una volta preparata l'immagine come tensore, è possibile passarla al modello per una stima.

# These names are part of the model and cannot be changed.
output_layer = 'loss:0'
input_node = 'Placeholder:0'

with tf.compat.v1.Session() as sess:
    try:
        prob_tensor = sess.graph.get_tensor_by_name(output_layer)
        predictions = sess.run(prob_tensor, {input_node: [augmented_image] })
    except KeyError:
        print ("Couldn't find classification output layer: " + output_layer + ".")
        print ("Verify this a model exported from an Object Detection project.")
        exit(-1)

Visualizzare i risultati

Sarà quindi necessario mappare nuovamente alle etichette i risultati dell'esecuzione del tensore dell'immagine nel modello.

    # Print the highest probability label
    highest_probability_index = np.argmax(predictions)
    print('Classified as: ' + labels[highest_probability_index])
    print()

    # Or you can print out all of the results mapping labels to probabilities.
    label_index = 0
    for p in predictions:
        truncated_probablity = np.float64(np.round(p,8))
        print (labels[label_index], truncated_probablity)
        label_index += 1

Passaggi successivi

Informazioni su come inserire il modello in un'applicazione per dispositivi mobili: