Поиск изображений с помощью Milvus
В этом блокноте мы покажем вам, как использовать Milvus для поиска похожих изображений в наборе данных. Для демонстрации этого мы будем использовать подмножество набора данных ImageNet, а затем искать изображение афганской борзой.
Подготовка набора данных
Сначала нам нужно загрузить набор данных и извлечь его для дальнейшей обработки.
!wget https://github.com/milvus-io/pymilvus-assets/releases/download/imagedata/reverse_image_search.zip
!unzip -q -o reverse_image_search.zip
Предварительные условия
Чтобы запустить этот блокнот, необходимо установить следующие зависимости:
- pymilvus>=2.4.2
- timm
- torch
- numpy
- sklearn
- pillow
Чтобы запустить Colab, мы предоставили удобные команды для установки необходимых зависимостей.
$ pip install pymilvus --upgrade
$ pip install timm
Если вы используете Google Colab, для включения только что установленных зависимостей вам, возможно, потребуется перезапустить среду выполнения. (Нажмите на меню "Время выполнения" в верхней части экрана и выберите "Перезапустить сессию" из выпадающего меню).
Определение экстрактора функций
Затем нам нужно определить экстрактор признаков, который извлекает вкрапления из изображения, используя модель ResNet-34 от timm.
import torch
from PIL import Image
import timm
from sklearn.preprocessing import normalize
from timm.data import resolve_data_config
from timm.data.transforms_factory import create_transform
class FeatureExtractor:
def __init__(self, modelname):
# Load the pre-trained model
self.model = timm.create_model(
modelname, pretrained=True, num_classes=0, global_pool="avg"
)
self.model.eval()
# Get the input size required by the model
self.input_size = self.model.default_cfg["input_size"]
config = resolve_data_config({}, model=modelname)
# Get the preprocessing function provided by TIMM for the model
self.preprocess = create_transform(**config)
def __call__(self, imagepath):
# Preprocess the input image
input_image = Image.open(imagepath).convert("RGB") # Convert to RGB if needed
input_image = self.preprocess(input_image)
# Convert the image to a PyTorch tensor and add a batch dimension
input_tensor = input_image.unsqueeze(0)
# Perform inference
with torch.no_grad():
output = self.model(input_tensor)
# Extract the feature vector
feature_vector = output.squeeze().numpy()
return normalize(feature_vector.reshape(1, -1), norm="l2").flatten()
Создайте коллекцию Milvus
Затем нам нужно создать коллекцию Milvus для хранения вкраплений изображений.
from pymilvus import MilvusClient
# Set up a Milvus client
client = MilvusClient(uri="example.db")
# Create a collection in quick setup mode
if client.has_collection(collection_name="image_embeddings"):
client.drop_collection(collection_name="image_embeddings")
client.create_collection(
collection_name="image_embeddings",
vector_field_name="vector",
dimension=512,
auto_id=True,
enable_dynamic_field=True,
metric_type="COSINE",
)
Что касается аргумента MilvusClient
:
- Установка
uri
в качестве локального файла, например./milvus.db
, является наиболее удобным методом, так как он автоматически использует Milvus Lite для хранения всех данных в этом файле. - Если у вас большой объем данных, вы можете настроить более производительный сервер Milvus на docker или kubernetes. В этом случае используйте ури сервера, например
http://localhost:19530
, в качествеuri
. - Если вы хотите использовать Zilliz Cloud, полностью управляемый облачный сервис для Milvus, настройте
uri
иtoken
, которые соответствуют публичной конечной точке и ключу Api в Zilliz Cloud.
Вставка эмбеддингов в Milvus
Мы извлечем вкрапления каждого изображения с помощью модели ResNet34 и вставим изображения из обучающего набора в Milvus.
import os
extractor = FeatureExtractor("resnet34")
root = "./train"
insert = True
if insert is True:
for dirpath, foldername, filenames in os.walk(root):
for filename in filenames:
if filename.endswith(".JPEG"):
filepath = dirpath + "/" + filename
image_embedding = extractor(filepath)
client.insert(
"image_embeddings",
{"vector": image_embedding, "filename": filepath},
)
from IPython.display import display
query_image = "./test/Afghan_hound/n02088094_4261.JPEG"
results = client.search(
"image_embeddings",
data=[extractor(query_image)],
output_fields=["filename"],
search_params={"metric_type": "COSINE"},
)
images = []
for result in results:
for hit in result[:10]:
filename = hit["entity"]["filename"]
img = Image.open(filename)
img = img.resize((150, 150))
images.append(img)
width = 150 * 5
height = 150 * 2
concatenated_image = Image.new("RGB", (width, height))
for idx, img in enumerate(images):
x = idx % 5
y = idx // 5
concatenated_image.paste(img, (x * 150, y * 150))
display("query")
display(Image.open(query_image).resize((150, 150)))
display("results")
display(concatenated_image)
'query'
png
'results'
Результаты
Мы видим, что большинство изображений относятся к той же категории, что и поисковое изображение - афганская борзая. Это означает, что мы нашли изображения, схожие с поисковым изображением.
Быстрое развертывание
Чтобы узнать, как запустить онлайн-демонстрацию с помощью этого руководства, пожалуйста, обратитесь к примеру приложения.