機器學習實戰(zhàn)：用 SVD 壓縮圖像（已上線）

SVD

前文我們了解了奇異值分解（SVD）的原理，今天就實戰(zhàn)一下，用矩陣的奇異值分解對圖片進行壓縮.

Learn by doing

我做了一個在線的圖像壓縮應用，大家可以感受一下。

功能很簡單，上傳需要壓縮的圖片，選擇壓縮比，提交即可。

下面咱們就一起看看實現(xiàn)過程

用SVD壓縮圖像

原理很簡單：
將圖片分解為RGB三顏色矩陣，將每個顏色矩陣進行奇異值分解，然后選擇指定數(shù)量的特征對矩陣進行壓縮。

核心代碼

完整代碼大家可以clone我的huggingface

https://huggingface.co/spaces/beihai/Image-Compression-with-SVD

核心代碼1:

p表示奇異值的百分比，根據(jù)指定的清晰度提取奇異值清晰度越高，壓縮比越低，提取的奇異值的個數(shù)也就越多，圖片也就越不會失真）

def?rebuild_img(u,?sigma,?v,?percent):?
????m?=?len(u)
????n?=?len(v)
????a?=?np.zeros((m,?n))

????count?=?(int)(sum(sigma))
????curSum?=?0
????k?=?0
????while?curSum?<=?count?*?percent:
????????uk?=?u[:,?k].reshape(m,?1)
????????vk?=?v[k].reshape(1,?n)
????????a?+=?sigma[k]?*?np.dot(uk,?vk)
????????curSum?+=?sigma[k]
????????k?+=?1
?
????a[a?????a[a?>?255]?=?255

核心代碼2: 主要就是定義inderence函數(shù)和gradio前端的實現(xiàn)

import?os
os.system("pip?install?--upgrade?pip")
os.system("pip?install?opencv-python-headless")
import?cv2
import?numpy?as?np
import?gradio?as?gr
from?func?import?rebuild_img

def?inference(img,k):
????input_img?=?cv2.imread(img,?cv2.IMREAD_COLOR)????
????u,?sigma,?v?=?np.linalg.svd(input_img[:,?:,?0])
????R?=?rebuild_img(u,?sigma,?v,?k)
????u,?sigma,?v?=?np.linalg.svd(input_img[:,?:,?1])
????G?=?rebuild_img(u,?sigma,?v,?k)
????u,?sigma,?v?=?np.linalg.svd(input_img[:,?:,?2])
????B?=?rebuild_img(u,?sigma,?v,?k)
????restored_img?=?np.stack((R,?G,?B),?2)
????return?Image.fromarray(restored_img[:,?:,?::-1])


gr.Interface(
????inference,?
????[
????gr.inputs.Image(type="filepath",?label="Input"),gr.inputs.Slider(0,?1,?0.1,default=0.6,label=?'Compression?ratio')],?
????gr.outputs.Image(type="pil",?label="Output"),
????title=title,
????description=description,
????article=article
????).launch(enable_queue=True,cache_examples=True,share=True)

上線

Gradio + Huggingface 上線機器學習應用（純免費）我已經(jīng)介紹過很多遍了，這里就不贅述了，還不太熟悉的同學請移步我這篇文章：騰訊的這個算法，我搬到了網(wǎng)上，隨便玩！

這里就提一下遇到的小問題及解決方法吧。

由于用了cv2，所以要安裝opencv-python，但是運行中報錯如下：

??File?"/home/user/.local/lib/python3.8/site-packages/cv2/__init__.py",?line?8,?in?
????from?.cv2?import?*
ImportError:?libGL.so.1:?cannot?open?shared?object?file:?No?such?file?or?directory

針對這個錯誤，網(wǎng)上有以下方法：

1 yum安裝：

yum?install?libglvnd-glx

2 重新安裝opencv包：

pip?uninstall?opencv-python
pip?install?opencv-python-headless

第一種方法需要root權(quán)限，建議直接第二種方法吧，省事。

參考：https://blog.razrlele.com/p/1920 https://blog.csdn.net/qq_42192693/article/details/121392195