Scheaven
2021-09-18 291deeb1fcf45dbf39a24aa72a213ff3fd6b3405
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
# encoding: utf-8
"""
@author:  liaoxingyu
@contact: sherlockliao01@gmail.com
"""
 
__all__ = ['ToTensor', 'RandomErasing', 'RandomPatch', 'AugMix',]
 
import math
import random
from collections import deque
 
import numpy as np
from PIL import Image
 
from .functional import to_tensor, augmentations_reid
 
 
class ToTensor(object):
    """Convert a ``PIL Image`` or ``numpy.ndarray`` to tensor.
 
    Converts a PIL Image or numpy.ndarray (H x W x C) in the range
    [0, 255] to a torch.FloatTensor of shape (C x H x W) in the range [0.0, 255.0]
    if the PIL Image belongs to one of the modes (L, LA, P, I, F, RGB, YCbCr, RGBA, CMYK, 1)
    or if the numpy.ndarray has dtype = np.uint8
 
    In the other cases, tensors are returned without scaling.
    """
 
    def __call__(self, pic):
        """
        Args:
            pic (PIL Image or numpy.ndarray): Image to be converted to tensor.
 
        Returns:
            Tensor: Converted image.
        """
        return to_tensor(pic)
 
    def __repr__(self):
        return self.__class__.__name__ + '()'
 
 
class RandomErasing(object):
    """ Randomly selects a rectangle region in an image and erases its pixels.
        'Random Erasing Data Augmentation' by Zhong et al.
        See https://arxiv.org/pdf/1708.04896.pdf
    Args:
        probability: The probability that the Random Erasing operation will be performed.
        sl: Minimum proportion of erased area against input image.
        sh: Maximum proportion of erased area against input image.
        r1: Minimum aspect ratio of erased area.
        mean: Erasing value.
    """
 
    def __init__(self, probability=0.5, sl=0.02, sh=0.4, r1=0.3, mean=255 * (0.49735, 0.4822, 0.4465)):
        self.probability = probability
        self.mean = mean
        self.sl = sl
        self.sh = sh
        self.r1 = r1
 
    def __call__(self, img):
        img = np.asarray(img, dtype=np.float32).copy()
        if random.uniform(0, 1) > self.probability:
            return img
 
        for attempt in range(100):
            area = img.shape[0] * img.shape[1]
            target_area = random.uniform(self.sl, self.sh) * area
            aspect_ratio = random.uniform(self.r1, 1 / self.r1)
 
            h = int(round(math.sqrt(target_area * aspect_ratio)))
            w = int(round(math.sqrt(target_area / aspect_ratio)))
 
            if w < img.shape[1] and h < img.shape[0]:
                x1 = random.randint(0, img.shape[0] - h)
                y1 = random.randint(0, img.shape[1] - w)
                if img.shape[2] == 3:
                    img[x1:x1 + h, y1:y1 + w, 0] = self.mean[0]
                    img[x1:x1 + h, y1:y1 + w, 1] = self.mean[1]
                    img[x1:x1 + h, y1:y1 + w, 2] = self.mean[2]
                else:
                    img[x1:x1 + h, y1:y1 + w, 0] = self.mean[0]
                return img
        return img
 
 
class RandomPatch(object):
    """Random patch data augmentation.
    There is a patch pool that stores randomly extracted pathces from person images.
    For each input image, RandomPatch
        1) extracts a random patch and stores the patch in the patch pool;
        2) randomly selects a patch from the patch pool and pastes it on the
           input (at random position) to simulate occlusion.
    Reference:
        - Zhou et al. Omni-Scale Feature Learning for Person Re-Identification. ICCV, 2019.
        - Zhou et al. Learning Generalisable Omni-Scale Representations
          for Person Re-Identification. arXiv preprint, 2019.
    """
 
    def __init__(self, prob_happen=0.5, pool_capacity=50000, min_sample_size=100,
                 patch_min_area=0.01, patch_max_area=0.5, patch_min_ratio=0.1,
                 prob_rotate=0.5, prob_flip_leftright=0.5,
                 ):
        self.prob_happen = prob_happen
 
        self.patch_min_area = patch_min_area
        self.patch_max_area = patch_max_area
        self.patch_min_ratio = patch_min_ratio
 
        self.prob_rotate = prob_rotate
        self.prob_flip_leftright = prob_flip_leftright
 
        self.patchpool = deque(maxlen=pool_capacity)
        self.min_sample_size = min_sample_size
 
    def generate_wh(self, W, H):
        area = W * H
        for attempt in range(100):
            target_area = random.uniform(self.patch_min_area, self.patch_max_area) * area
            aspect_ratio = random.uniform(self.patch_min_ratio, 1. / self.patch_min_ratio)
            h = int(round(math.sqrt(target_area * aspect_ratio)))
            w = int(round(math.sqrt(target_area / aspect_ratio)))
            if w < W and h < H:
                return w, h
        return None, None
 
    def transform_patch(self, patch):
        if random.uniform(0, 1) > self.prob_flip_leftright:
            patch = patch.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
        if random.uniform(0, 1) > self.prob_rotate:
            patch = patch.rotate(random.randint(-10, 10))
        return patch
 
    def __call__(self, img):
        if isinstance(img, np.ndarray):
            img = Image.fromarray(img.astype(np.uint8))
 
        W, H = img.size  # original image size
 
        # collect new patch
        w, h = self.generate_wh(W, H)
        if w is not None and h is not None:
            x1 = random.randint(0, W - w)
            y1 = random.randint(0, H - h)
            new_patch = img.crop((x1, y1, x1 + w, y1 + h))
            self.patchpool.append(new_patch)
 
        if len(self.patchpool) < self.min_sample_size:
            return img
 
        if random.uniform(0, 1) > self.prob_happen:
            return img
 
        # paste a randomly selected patch on a random position
        patch = random.sample(self.patchpool, 1)[0]
        patchW, patchH = patch.size
        x1 = random.randint(0, W - patchW)
        y1 = random.randint(0, H - patchH)
        patch = self.transform_patch(patch)
        img.paste(patch, (x1, y1))
 
        return img
 
 
class AugMix(object):
    """ Perform AugMix augmentation and compute mixture.
    Args:
        aug_prob_coeff: Probability distribution coefficients.
        mixture_width: Number of augmentation chains to mix per augmented example.
        mixture_depth: Depth of augmentation chains. -1 denotes stochastic depth in [1, 3]'
        severity: Severity of underlying augmentation operators (between 1 to 10).
    """
 
    def __init__(self, aug_prob_coeff=1, mixture_width=3, mixture_depth=-1, severity=1):
        self.aug_prob_coeff = aug_prob_coeff
        self.mixture_width = mixture_width
        self.mixture_depth = mixture_depth
        self.severity = severity
        self.aug_list = augmentations_reid
 
    def __call__(self, image):
        """Perform AugMix augmentations and compute mixture.
        Returns:
          mixed: Augmented and mixed image.
        """
        ws = np.float32(
            np.random.dirichlet([self.aug_prob_coeff] * self.mixture_width))
        m = np.float32(np.random.beta(self.aug_prob_coeff, self.aug_prob_coeff))
 
        image = np.asarray(image, dtype=np.float32).copy()
        mix = np.zeros_like(image)
        h, w = image.shape[0], image.shape[1]
        for i in range(self.mixture_width):
            image_aug = Image.fromarray(image.copy().astype(np.uint8))
            depth = self.mixture_depth if self.mixture_depth > 0 else np.random.randint(1, 4)
            for _ in range(depth):
                op = np.random.choice(self.aug_list)
                image_aug = op(image_aug, self.severity, (w, h))
            mix += ws[i] * np.asarray(image_aug, dtype=np.float32)
 
        mixed = (1 - m) * image + m * mix
        return mixed