機械学習における前処理

Question

ノイズの多い手書き数字からノイズを除去するために、Denoising Autoencoderを作成した。

次に、作成したモデルに自分で用意したノイズの多い手書き数字を入力し、ノイズを除去したいと思います。そのためのコードを書きましたが、エラーが発生し、ノイズ除去後の画像が表示されません。

ノイズの多い手書き数字からノイズを除去するために、以下のようなDenoising Autoencoderを作成した。

from keras.datasets import mnist
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import keras
from keras import layers
from keras.callbacks import TensorBoard

(x_train, _), (x_test, _) = mnist.load_data()

x_train = x_train.astype('float32') / 255.
x_test = x_test.astype('float32') / 255.
x_train = np.reshape(x_train, (len(x_train), 28, 28, 1))
x_test = np.reshape(x_test, (len(x_test), 28, 28, 1))

noise_factor = 0.5
x_train_noisy = x_train + noise_factor * np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=x_train.shape) 
x_test_noisy = x_test + noise_factor * np.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=x_test.shape) 

x_train_noisy = np.clip(x_train_noisy, 0., 1.)
x_test_noisy = np.clip(x_test_noisy, 0., 1.)

input_img = keras.Input(shape=(28, 28, 1))

x = layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', padding='same')(input_img)
x = layers.MaxPooling2D((2, 2), padding='same')(x)
x = layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', padding='same')(x)
encoded = layers.MaxPooling2D((2, 2), padding='same')(x)

x = layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', padding='same')(encoded)
x = layers.UpSampling2D((2, 2))(x)
x = layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', padding='same')(x)
x = layers.UpSampling2D((2, 2))(x)
decoded = layers.Conv2D(1, (3, 3), activation='sigmoid', padding='same')(x)

autoencoder = keras.Model(input_img, decoded)
autoencoder.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy')

autoencoder.fit(x_train_noisy, x_train,
                epochs=25,
                batch_size=128,
                shuffle=True,
                validation_data=(x_test_noisy, x_test),
                callbacks=[TensorBoard(log_dir='/tmp/tb', histogram_freq=0, write_graph=False)])
autoencoder.save("model.h5")

次に、自分で用意したノイズの多い手書き数字「noise_number.png」を作成したモデルに入力し、ノイズを除去したいと思います。そのために以下のようなコードを書いたのですが、エラーが発生せず、ノイズ除去後の画像も表示されません。どうすればこの問題を解決できるでしょうか？具体的なコードを教えていただけると助かります。

from PIL import Image
from keras.models import load_model

img = Image.open('/content/noise_number.png').convert('L')
img=img.resize((28,28)) 
img = np.array(img) 
img=img.reshape(28,28,1)
autoencoder=load_model("model.h5")
pred = autoencoder.predict(img[np.newaxis])

Answer 1

ノイズ除去後の画像も表示されません。

表示するプログラムを書いてないので，表示されなくて当然です．
plt.imshow()を利用して表示してください．