影象語義分割:從頭開始訓練deeplab v2系列之一【原始碼解析】
好記性不如爛筆頭, 最近用Deeplab v2跑的影象分割,現記錄如下。
官方原始碼地址如下:https://bitbucket.org/aquariusjay/deeplab-public-ver2/overview
但是此原始碼只是為deeplab網路做相應變形的caffe,如果需要fine tuning微調網路,還需要準備以下檔案:
txt檔案:檔案中有資料集的名字列表的txt檔案,訓練測試集列表
網路結構prototxt檔案: train.prototxt和solver.prototxt,分別在:DeepLabv2_VGG16 和 DeepLabv2_ResNet101
- 官網指令碼檔案
注:本部落格只涉及指令碼版本的訓練
1.建立deeplab資料夾, 並下載deeplab原始碼
cd ~
mkdir deeplab
cd deeplab
git clone https://bitbucket.org/aquariusjay/deeplab-public-ver2.git
2.依次建立存放設定資料夾,預測結果資料夾,資料集txt資料夾,log資料夾,model資料夾,evaluation資料夾
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/config/deeplab_largeFOV
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/features/labels
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/features2/labels
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/list
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/log
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/model/deeplab_largeFOV
mkdir -p ~/deeplab/exper/voc12/res
3.下載官方給的txt資料夾,以及預訓練的model和網路結構檔案,如上所示。
有時候可能會打不開網頁,無法訪問,也可以在我的資源中下載,我已經原資料打包上傳,
如下:
4. 把下載解壓後的相應檔案移動到相應資料夾
以prototxt為字尾的網路結構檔案train.prototxt 、test.prototxt 以及solver.prototxt檔案移動到~/deeplab/exper/voc12/config/deeplab_largeFOV
資料夾下.
unzip prototxt_and_model.zip
mv *.prototxt ~/deeplab/exper/voc12/config/deeplab_largeFOV
mv *.caffemodel ~/deeplab/exper/voc12/model/deeplab_largeFOV
unzip link.zip
cd link
mv * ~/deeplab/exper/voc12
unzip list.zip
cd list
mv * ~/deeplab/exper/voc12/list
5.資料集處理
對於其他影象分割的資料集,我們也可以處理成類似voc2012資料集的格式,進行fine tuning, 這裡分別有對
pascal context資料集和nyu v2資料集的資料處理說明。
6.指令碼檔案解析與修改方法
deeplab v2原始碼直接第一次使用的話確實有很多坑,其中除了資料集要注意的地方,大部分的坑在指令碼檔案。不過執行成功之後再換其他資料集,真的很方便,不需要改網路檔案和文字檔案,只需要修改指令碼檔案script,就會自動生成相應的網路結構檔案和txt檔案,所以學會修改指令碼檔案至關重要
訓練速度相對於某些影象分割的網路超快,而且即使你的分類數超過255類,也沒關係。
上圖我選的459類的資料集訓練結果
deeplab2的script檔案run_pascal.sh 解析
#!/bin/sh
## MODIFY PATH for YOUR SETTING
ROOT_DIR=
CAFFE_DIR=../code #你的caffe路徑,clone作者的deeplab v2得到deeplab-public-ver2資料夾,即為此處caffe路徑, 注意:此處caffe要編譯
CAFFE_BIN=${CAFFE_DIR}/.build_release/tools/caffe.bin
EXP=voc12 #此目錄路徑~/deeplab/exper/voc12
if [ "${EXP}" = "voc12" ]; then
NUM_LABELS=21
DATA_ROOT=${ROOT_DIR}/rmt/data/pascal/VOCdevkit/VOC2012 #VOC資料目錄,修改為你的資料目錄
else
NUM_LABELS=0
echo "Wrong exp name"
fi
## Specify which model to train
########### voc12 ################
NET_ID=deelab_largeFOV ##此處檔名有問題應該改為deeplab_largeFOV
## Variables used for weakly or semi-supervisedly training
#TRAIN_SET_SUFFIX=
#TRAIN_SET_SUFFIX=_aug #此處應該取消註釋,當你run training 1時
#TRAIN_SET_STRONG=train
#TRAIN_SET_STRONG=train200
#TRAIN_SET_STRONG=train500
#TRAIN_SET_STRONG=train1000
#TRAIN_SET_STRONG=train750
#TRAIN_SET_WEAK_LEN=5000
DEV_ID=0
#####
## Create dirs
CONFIG_DIR=${EXP}/config/${NET_ID} #此處目錄為/voc12/config/deeplab_largeFOV
MODEL_DIR=${EXP}/model/${NET_ID}
mkdir -p ${MODEL_DIR} #建立MODEL_DIR目錄為/voc12/model/deeplab_largeFOV
LOG_DIR=${EXP}/log/${NET_ID}
mkdir -p ${LOG_DIR}
export GLOG_log_dir=${LOG_DIR}
## Run
RUN_TRAIN=1 #為1說明執行train
RUN_TEST=1 #為1說明執行test
RUN_TRAIN2=0
RUN_TEST2=0
## Training #1 (on train_aug)
if [ ${RUN_TRAIN} -eq 1 ]; then #r如果RUN_TRAIN為1
#
LIST_DIR=${EXP}/list
TRAIN_SET=train${TRAIN_SET_SUFFIX}
if [ -z ${TRAIN_SET_WEAK_LEN} ]; then #如果TRAIN_SET_WEAK_LEN長度為零則為真
TRAIN_SET_WEAK=${TRAIN_SET}_diff_${TRAIN_SET_STRONG}
comm -3 ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET}.txt ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_STRONG}.txt > ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_WEAK}.txt #comm -3 指令為不輸出兩個檔案共有的行,此處即為除去train.txt檔案中train_aug.txt的資料,其他都輸出到train_aud_diff_train.txt
else
TRAIN_SET_WEAK=${TRAIN_SET}_diff_${TRAIN_SET_STRONG}_head${TRAIN_SET_WEAK_LEN}
comm -3 ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET}.txt ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_STRONG}.txt | head -n ${TRAIN_SET_WEAK_LEN} > ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_WEAK}.txt
fi
#
MODEL=${EXP}/model/${NET_ID}/init.caffemodel #下載的vgg16或者ResNet101中的 model
#
echo Training net ${EXP}/${NET_ID}
for pname in train solver; do
sed "$(eval echo $(cat sub.sed))" \
${CONFIG_DIR}/${pname}.prototxt > ${CONFIG_DIR}/${pname}_${TRAIN_SET}.prototxt #複製檔案train.prototxt到train_train_train_aug.prototxt,slove同理
done #此部分執行時如以下命令
CMD="${CAFFE_BIN} train \
--solver=${CONFIG_DIR}/solver_${TRAIN_SET}.prototxt \
--gpu=${DEV_ID}"
if [ -f ${MODEL} ]; then
CMD="${CMD} --weights=${MODEL}"
fi
echo Running ${CMD} && ${CMD}
fi
#train部分執行時,即以下執行命令 ../deeplab-public-ver2/.build_release/tools/caffe.bin train --solver=volab_largeFOV/solver_train_aug.prototxt --gpu=0 --weights=voc12/model/deeplab_largeFOV/init.caf femodel
#上述命令中,solver_train_aug.prototxt由solve.prototxt檔案複製而來,init.caffemodel為原始下載了的VGG16的model
## Test #1 specification (on val or test)
if [ ${RUN_TEST} -eq 1 ]; then
#
for TEST_SET in val; do
TEST_ITER=`cat ${EXP}/list/${TEST_SET}.txt | wc -l` #此處計算val.txt檔案中測試圖片個數,共1449個
MODEL=${EXP}/model/${NET_ID}/test.caffemodel
if [ ! -f ${MODEL} ]; then
MODEL=`ls -t ${EXP}/model/${NET_ID}/train_iter_*.caffemodel | head -n 1`
fi
#
echo Testing net ${EXP}/${NET_ID}
FEATURE_DIR=${EXP}/features/${NET_ID}
mkdir -p ${FEATURE_DIR}/${TEST_SET}/fc8
mkdir -p ${FEATURE_DIR}/${TEST_SET}/fc9
mkdir -p ${FEATURE_DIR}/${TEST_SET}/seg_score
sed "$(eval echo $(cat sub.sed))" \
${CONFIG_DIR}/test.prototxt > ${CONFIG_DIR}/test_${TEST_SET}.prototxt
CMD="${CAFFE_BIN} test \
--model=${CONFIG_DIR}/test_${TEST_SET}.prototxt \
--weights=${MODEL} \
--gpu=${DEV_ID} \
--iterations=${TEST_ITER}"
echo Running ${CMD} && ${CMD}
done
fi
#test部分執行時,即以下執行命令../deeplab-public-ver2/.build_release/tools/caffe.bin test --model=voc12/config/deeplab_largeFOV/test_val.prototxt --weights=voc12/model/deeplab_largeFOV/train_iter_20000.caffemodel --gpu=0 --iterations=1449
#上述命令中,test_val.prototxt由test.prototxt檔案複製而來,train_iter_20000.caffemode由第一部分train得到的model
## Training #2 (finetune on trainval_aug)
if [ ${RUN_TRAIN2} -eq 1 ]; then
#
LIST_DIR=${EXP}/list
TRAIN_SET=trainval${TRAIN_SET_SUFFIX}
if [ -z ${TRAIN_SET_WEAK_LEN} ]; then
TRAIN_SET_WEAK=${TRAIN_SET}_diff_${TRAIN_SET_STRONG}
comm -3 ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET}.txt ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_STRONG}.txt > ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_WEAK}.txt
else
TRAIN_SET_WEAK=${TRAIN_SET}_diff_${TRAIN_SET_STRONG}_head${TRAIN_SET_WEAK_LEN}
comm -3 ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET}.txt ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_STRONG}.txt | head -n ${TRAIN_SET_WEAK_LEN} > ${LIST_DIR}/${TRAIN_SET_WEAK}.txt
fi
#
MODEL=${EXP}/model/${NET_ID}/init2.caffemodel
if [ ! -f ${MODEL} ]; then
MODEL=`ls -t ${EXP}/model/${NET_ID}/train_iter_*.caffemodel | head -n 1`
fi
#
echo Training2 net ${EXP}/${NET_ID}
for pname in train solver2; do
sed "$(eval echo $(cat sub.sed))" \
${CONFIG_DIR}/${pname}.prototxt > ${CONFIG_DIR}/${pname}_${TRAIN_SET}.prototxt
done
CMD="${CAFFE_BIN} train \
--solver=${CONFIG_DIR}/solver2_${TRAIN_SET}.prototxt \
--weights=${MODEL} \
--gpu=${DEV_ID}"
echo Running ${CMD} && ${CMD}
fi
## Test #2 on official test set
if [ ${RUN_TEST2} -eq 1 ]; then
#
for TEST_SET in val test; do
TEST_ITER=`cat ${EXP}/list/${TEST_SET}.txt | wc -l`
MODEL=${EXP}/model/${NET_ID}/test2.caffemodel
if [ ! -f ${MODEL} ]; then
MODEL=`ls -t ${EXP}/model/${NET_ID}/train2_iter_*.caffemodel | head -n 1`
fi
#
echo Testing2 net ${EXP}/${NET_ID}
FEATURE_DIR=${EXP}/features2/${NET_ID}
mkdir -p ${FEATURE_DIR}/${TEST_SET}/fc8
mkdir -p ${FEATURE_DIR}/${TEST_SET}/crf
sed "$(eval echo $(cat sub.sed))" \
${CONFIG_DIR}/test.prototxt > ${CONFIG_DIR}/test_${TEST_SET}.prototxt
CMD="${CAFFE_BIN} test \
--model=${CONFIG_DIR}/test_${TEST_SET}.prototxt \
--weights=${MODEL} \
--gpu=${DEV_ID} \
--iterations=${TEST_ITER}"
echo Running ${CMD} && ${CMD}
done
fi