오류 : cannot reshape array of size 463275 into shape (1,28,28,1)

이미지를 비교할 때 자주 발생하는 오류입니다.  tensorflow는 이미지를 잘게 나누어 array로 보유하고 있고 이미지를 서로 비교할 때 두개의 사이즈가 동일해야 하며 만일 차이가 있다면 크기를 수정 작업 해서 비교 작업을 진행 해야 합니다.

 

58.png의 이미지가 있고 사이즈는 28x28 입니다. 이걸 원본으로 한다고 가정하고.


tensorflow reshape array


tensorflow_model03.png355x435 입니다. 이것과 비교하는 경우


tensorflow reshape array


이렇게 사이즈가 차이가 나는 경우 그대로 비교 한다면 오류가 발생 합니다.


tensorflow reshape array


이 소스를 실행하면 아래처럼 오류가 발생 합니다.


tensorflow reshape array



해결 : 사이즈 조절

결국은 비교하려는 이미지의 사이즈 조절을 해서 비교를 해야 합니다.


tensorflow reshape array


하단부처럼 이미지 사이즈를 수정하고 다시 실행을 하면


tensorflow reshape array

오류가 없이 결과가 3이라고 잘 실행이 됩니다이미지 사이즈 수정 방법은 여기서 사용한 방법 이외에 여러가지 방법이 있습니다.

 

전체 소스

import tensorflow as tf

import matplotlib.pyplot as plt

from PIL import Image

mnist = tf.keras.datasets.mnist

import cv2

 

 

mnist = tf.keras.datasets.mnist

(x_train, y_train),(x_test, y_test) = mnist.load_data()

x_train, x_test = x_train / 255.0, x_test / 255.0

 

model = tf.keras.models.Sequential([

  tf.keras.layers.Flatten(),

  tf.keras.layers.Dense(512, activation=tf.nn.relu),

  tf.keras.layers.Dropout(0.2),

  tf.keras.layers.Dense(10, activation=tf.nn.softmax)

])

 

model.compile(optimizer='adam',

              loss='sparse_categorical_crossentropy',

              metrics=['accuracy'])

 

model.fit(x_train, y_train, epochs=5)

score = model.evaluate(x_test, y_test)

 

############ 추가 소스 ##################

img = cv2.imread("F:/tensordata/number/tensorflow_model03.png", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

plt.imshow(img)

plt.show()

 

img = cv2.resize(255-img, (28, 28))

test_num = img.flatten() / 255.0

test_num = test_num.reshape((-1, 28, 28, 1))

 

print('The Answer is ', model.predict_classes(test_num))

plt.show() 



두개의 이미지를 옆에 또는 아래쪽에 붙이는 기능 입니다단순한 기능이라 자세한 설명은 필요가 없을 것 같고 주의 사항으로는 가로로 붙이는 경우 높이가 같아야 하고 세로로 붙이는 경우는 폭이 같아야 합니다.

 

1. concat

 

- 세로 붙이기


cv2.vconcat([img1, img2]) 함수를 이용하면 두개의 이미지를 세로로 붙여 리턴 합니다.

 

- 가로 붙이기


cv2.hconcat([img1, img2]) 함수를 이용하면 두개의 이미지를 가로로 붙여 리턴 합니다.



 #-*-coding:utf-8-*-

import cv2

import numpy as np

from matplotlib import pyplot as plt

 

imgFile1 = 'F:/Python/images/heart01.png'

imgFile2 = 'F:/Python/images/heart02.png'

 

# 이미지 읽기

img1 = cv2.imread(imgFile1, 1);

img2 = cv2.imread(imgFile2, 1);

 

# 사이즈 조절

img1 = cv2.resize(img1,(230,260))

img2 = cv2.resize(img2,(230,260))

 

# 이미지 붙이기

addv = cv2.vconcat([img1, img2])

addh = cv2.hconcat([img1, img2])

 

cv2.imshow('imgv',addv)

cv2.imshow('imgh',addh)

 

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()



- cv2.vconcat([img1, img2])
결과 


opencv_hconcat_vconcat


- cv2.hconcat([img1, img2]) 결과


opencv_hconcat_vconcat



2. stack

 

- 세로 붙이기


cv2. vstack ([img1, img2]) 함수를 이용하면 두개의 이미지를 세로로 붙여 리턴 합니다.

 

- 가로 붙이기


cv2. hstack ([img1, img2]) 함수를 이용하면 두개의 이미지를 가로로 붙여 리턴 합니다.


#-*-coding:utf-8-*-

import cv2

import numpy as np

from matplotlib import pyplot as plt

 

imgFile1 = 'F:/Python/images/heart01.png'

imgFile2 = 'F:/Python/images/heart02.png'

 

# 이미지 읽기

img1 = cv2.imread(imgFile1, 1);

img2 = cv2.imread(imgFile2, 1);

 

# 이미지 사이즈 조절

img1 = cv2.resize(img1,(230,260))

img2 = cv2.resize(img2,(230,260))

 

# 이미지 붙이기

addv = np.vstack((img1, img2))

addh = np.hstack((img1, img2))

 

cv2.imshow('imgv',addv)

cv2.imshow('imgh',addh)

 

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()


- np.vstack((img1, img2)) 결과


opencv_vstack_hstack


- np.hstack((img1, img2)) 결과


opencv_vstack_hstack


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5. 임계처리 (이진화)

 

임계처리는 한 픽셀에 대해 임계 값을 정해 놓고 판별을 진행 하기 때문에 사용 하려면 일단 이미지가 컬러라면 gray로 변경시켜야 합니다.  gray로 변경되면 하나의 픽셀이 0에서 255까지의 값 중 하나를 갖게 되고 그 값이 설정한 임계 값을 넘는가 넘지 않는가에 따라 작업을 진행 합니다.

 

5.1 Global Threshold

 

Global Threshold0에서 255의 값을 2개의 영역으로 분할 하여 작업을 하기 때문에 너무 극단적인 결과가 나타날 수 있습니다.


cv2.threshold(src, thresh, maxval, type[, dst]) → retval, dst


parameter

내용

src

이미지 파일. single-channel (gray 이미지)

thresh

임계 값

maxval

임계 값 이상인 경우 적용할 값.  임계

type

cv2.THRESH_BINARY

cv2.THRESH_BINARY_INV

cv2.THRESH_TRUNC

cv2.THRESH_TOZERO

cv2.THRESH_TOZERO_INV

dst

결과 이미지

 

threshold() 함수는 픽셀 값이 thresh 값을 기준으로 큰가 작은가에 따라 픽셀의 값을 수정해서 보여주는 기능을 합니다.

아래 표를 보면 type에 따라 픽셀(x, y) 값이 thresh 보다 크면 maxval로 치환 하거나 0으로 치환 하거나 thresh로 치환 하거나 원래 값을 유지 하거나 하고 아니면 표에 있는 데로 값을 수정하게 됩니다.


type

src(x, y) > thresh

otherwise

cv2.THRESH_BINARY

maxval

0

cv2.THRESH_BINARY_INV

0

maxval

cv2.THRESH_TRUNC

thresh

src(x, y)

cv2.THRESH_TOZERO

src(x, y)

0

cv2.THRESH_TOZERO_INV

0

src(x, y)


- 원본 이미지

opencv_threshold


import numpy as np

import cv2

 

imgFile1 = 'C:/opencv/threshold01.png'

 

img1 = cv2.imread(imgFile1, cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

 

ret1, addWeight1 = cv2.threshold(img1, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY)

ret2, addWeight2 = cv2.threshold(img1, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)

ret3, addWeight3 = cv2.threshold(img1, 127, 255, cv2.THRESH_TRUNC)

ret4, addWeight4 = cv2.threshold(img1, 127, 255, cv2.THRESH_TOZERO)

ret5, addWeight5 = cv2.threshold(img1, 127, 255, cv2.THRESH_TOZERO_INV)

 

cv2.imshow('THRESH_BINARY', addWeight1)

cv2.imshow('THRESH_BINARY_INV', addWeight2)

cv2.imshow('THRESH_TRUNC', addWeight3)

cv2.imshow('THRESH_TOZERO', addWeight4)

cv2.imshow('THRESH_TOZERO_INV', addWeight5)

   

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()


- 상단 원본과 결과 모음 입니다.

하나의 값에 의하여 양분되는걸 볼 수 있습니다.


opencv_threshold



다른 예로 global threshold를 이미지에 사용해 보겠습니다.

하나의 하트를 배경이 다른 두 곳에서 사진을 찍고 THRESH_BINARY를 적용해 보았습니다.

 

- 장판 위 하트


opencv_threshold


- 회색 바탕 하트


opencv_threshold


thresh82로 하니 장판에 있는 하트는 윤곽선을 확인할 수 있지만 회색에 있는 하트는 이제 뭔가 보이려고 합니다.


- 장판 위 하트


opencv_threshold


- 회색 바탕 하트


opencv_threshold



이제 thresh 값이 180이 되었습니다장판에 있는 하트는 윤곽선을 찾으려면 좀 어려울 것 같은데 회색에 있던 하트는 선명하게 윤곽선을 구할 수 있습니다.


- 장판 위 하트


opencv_threshold


- 회색 바탕 하트


opencv_threshold


이처럼 물체의 경계가 어느 정도의 기준 값으로 확실히 구분이 되는 경우에 사용하면 그 물체만 뽑아 내는데 사용할 수 있습니다.

 

 

5.2 Adaptive Threshold

 

Global Threshold는 물체가 주위와 구분이 되는 경우에 사용이 가능하지만 경계가 애매한 경우에는 사용하기가 어렵습니다그래서 이미지를 작은 단위로 나누어 비교하는 방식으로 adaptiveThreshold를 사용면 좀더 세밀한 값을 도출 할 수 있습니다


cv2.adaptiveThreshold(src, maxValue, adaptiveMethod, thresholdType, blockSize, C[, dst]) → dst


parameter

내용

src

이미지 파일. single-channel (gray 이미지)

maxValue

임계 값 이상인 경우 적용할 값.  임계

adaptiveMethod

적용할 thresholding algorithm

ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C

ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C

thresholdType

cv2.THRESH_BINARY

cv2.THRESH_BINARY_INV

cv2.THRESH_TRUNC

cv2.THRESH_TOZERO

cv2.THRESH_TOZERO_INV

blockSize

threshold 계산을 위한 주변 pixel size

C

평균 또는 가중 평균에서 차감할 값.

dst

결과 이미지

 

 

알고리즘

src(x, yO > T(x, y)

otherwise

ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C

maxValue

0

ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C

0

maxValue

 

어느덧 짐을 싸야 하는 시간이 되었군요. 잠시 예전 계약서를 보면서


opencv_threshold


- cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C


opencv_threshold


- cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C


opencv_threshold


이렇게 상황에 적합한 함수를 사용하면 됩니다.



4.4 비트연산


비트연산은 말 그대로 0, 1을 가지고 하는 연산으로 두 이미지의 동일한 위치에 대한 AND, OR, NOT, XOR 연산을 진행 합니다.


예제를 보면 참 단순한데 이미지에서 배경을 지우거나 뭔가 찾아내거나 하는데 사용이 됩니다.

  

cv2.bitwise_and(src1, src2[, dst[, mask]]) → dst

cv2.bitwise_or(src1, src2[, dst[, mask]]) → dst

cv2.bitwise_not(src[, dst[, mask]]) → dst

cv2.bitwise_xor(src1, src2[, dst[, mask]]) → dst

 

parameter

내용

src1

이미지 파일

src2

이미지 파일

dst

결과 파일

mask

적용 영역 지정

 

기능이 단순해서 예제도 흔한 내용 입니다.


import numpy as np

import cv2

 

imgFile1 = 'F:/Python/images/image_calcu001.png'

imgFile2 = 'F:/Python/images/image_calcu002.png'

 

# image read

img1 = cv2.imread(imgFile1)

img2 = cv2.imread(imgFile2)

 

bit_and = cv2.bitwise_and(img1, img2)

bit_or = cv2.bitwise_or(img2, img1)

bit_not = cv2.bitwise_not(img2)

bit_xor = cv2.bitwise_xor(img2, img1)

 

 

cv2.imshow("bit_and", bit_and)

cv2.imshow("bit_or", bit_or)

cv2.imshow("bit_not", bit_not)

cv2.imshow("bit_xor", bit_xor)

 

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()



- 원본 이미지


두개의 원본 이미지가 있습니다색이 없으면 검게 보이고(0) 색이 있으면 흰색(1)으로 표현 됩니다.


opencv_bit_add


opencv_bit_add


4.4.1 and 연산


두 그림에서 모두 흰색(1)인 부분만 흰색으로 나타 납니다.


A

0

0

1

1

B

0

1

0

1

A and B

0

0

0

1

 

opencv_bit_add


 

4.4.2 or 연산


두 그림에서 모두 검은색(0)인 부분만 검정색으로 나타 납니다.

 

A

0

0

1

1

B

0

1

0

1

A or B

0

1

1

1


opencv_bit_add


 

4.4.3 not 연산


B 그림에서 색이 반대로 나타 납니다.

 

B

0

1

not B

1

0


opencv_bit_add


 

4.4.4 xor 연산


두 그림에서 값이 서로 같으면 검은색 같지 않으면 흰색으로 나타 납니다.

 

A

0

0

1

1

B

0

1

0

1

A xor B

0

1

1

0

 

opencv_bit_add


123456···12

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