【imgsim】画像の類似度をPythonで手早く測りたい

Introduction

データセットを追加してリネームを繰り返していると、同一画像が複数枚混ざっていることに気が付きました。

効率的に取り除く方法としてimgsimというライブラリを用いて画像の類似度を測定しました。

過学習の原因となる同一画像の削除、似たような画像の分類等に役立てられます。

※詳細は下記 GitHub の方でご確認ください。

本記事が少しでも読者様の学びに繋がれば幸いです！
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環境

Ubuntu22.04
Python3.11.1

imgsim とは

異なる画像の特徴ベクトル間の距離や類似度の差を計算します。
AugNetというディープラーニング学習パラダイムを用います。
差が 0 なら同一画像、値が大きくなるほど特徴量の異なる画像です。

AugNet とは

教師なし学習を使用して、画像の表現学習を行うための手法です。
data augmentation を用いて拡張した画像間の差を測定します。

実装

1. ライブラリをインストールします。

   pip install imgsim
   

   condaにはなかったため、pipでインストールしてください。
   ※安易に混ぜるのは危険です。¹

2. 画像を用意します。

   
   

3. 類似度を測定します。
   GitHubのサンプルコードを基にお試しします。

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   サンプルコード
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measure_distance.py

import imgsim
import cv2


vtr = imgsim.Vectorizer()

penguin_img = cv2.imread("./input/king_penguin_00001.jpg")
penguin_lr_img = cv2.imread("./input/king_penguin_00001_flip_lr.jpg")
another_penguin_img = cv2.imread("./input/king_penguin_00019.jpg")
hummingbird_img = cv2.imread("./input/hummingbird_00010.png")


penguin_vec = vtr.vectorize(penguin_img)
penguin_lr_vec = vtr.vectorize(penguin_lr_img)
another_penguin_vec = vtr.vectorize(another_penguin_img)
hummingbird_vec = vtr.vectorize(hummingbird_img)

dist0 = imgsim.distance(penguin_vec, penguin_vec)
print("Same Distance =", round(dist0, 2))
dist1 = imgsim.distance(penguin_vec, penguin_lr_vec)
print("Reversal Distance =", round(dist1, 2))
dist2 = imgsim.distance(penguin_vec, another_penguin_vec)
print("Another Distance =", round(dist2, 2))
dist3 = imgsim.distance(penguin_vec, hummingbird_vec)
print("Other Distance =", round(dist3, 2))

以下のような実行結果になりました。

Same Distance = 0.0
Reversal Distance = 11.53
Another Distance = 26.67
Other Distance = 32.2

結果を表にすると以下のようになります。

Base	Target	Distance
		0.0
		11.53
		26.67
		32.2

結果をまとめます。

• 同一の画像は差が 0 である。
• 左右反転は差が小さい。
• 似たような画像より異なる画像の方が差が大きい。

当たり前の結果に思えますが、この 4 枚に対しては信頼できる結果でした。

最後に

閲覧頂きありがとうございました。

実はサンプルコードに少々難があったのですが、データセットの整理には何かしら役立てられそうでした。

類似度は他の手法でも測れるため、比較してみても面白いかも知れません。

本記事がお役に立てば幸いです！

参考 URL

1. 混ぜるならせめて「Best Practices Checklist」は確認を。
   anaconda.com|Best Practices Checklist ↩