TF学习之DeepLabv3+代码阅读4(common)

本文深入解析了DeepLabv3+模型的架构细节,包括ModelOptions类的定义及参数说明,阐述了模型如何通过调整输出类别数、裁剪尺寸、空洞率等参数来优化语义分割任务。

DeepLabv3+代码阅读之common.py

一、ModelOptions

class ModelOptions(
    collections.namedtuple('ModelOptions', [
        'outputs_to_num_classes',# 输出类型对应类别数的字典,会得到如:outputs_to_num_classes['semantic'] = 21
        'crop_size',# 裁剪尺寸
        'atrous_rates',# 对于`xception_65`,output_stride = 8,atrous_rates = [12, 24, 36]
        'output_stride',# 16
        'preprocessed_images_dtype',
        'merge_method',
        'add_image_level_feature',
        'image_pooling_crop_size',
        'image_pooling_stride',
        'aspp_with_batch_norm',
        'aspp_with_separable_conv',
        'multi_grid',
        'decoder_output_stride',
        'decoder_use_separable_conv',
        'logits_kernel_size',
        'model_variant',
        'depth_multiplier',
        'divisible_by',
        'prediction_with_upsampled_logits',
        'dense_prediction_cell_config',
        'nas_stem_output_num_conv_filters',
        'use_bounded_activation'
    ])):
  """Immutable class to hold model options."""

  __slots__ = ()

  def __new__(cls,
              outputs_to_num_classes,
              crop_size=None,
              atrous_rates=None,
              output_stride=8,
              preprocessed_images_dtype=tf.float32):
    """Constructor to set default values.

    Args:
      outputs_to_num_classes: A dictionary from output type to the number of
        classes. For example, for the task of semantic segmentation with 21
        semantic classes, we would have outputs_to_num_classes['semantic'] = 21.
      crop_size: A tuple [crop_height, crop_width].
      atrous_rates: A list of atrous convolution rates for ASPP.
      output_stride: The ratio of input to output spatial resolution.
      preprocessed_images_dtype: The type after the preprocessing function.

    Returns:
      A new ModelOptions instance.
    """
    dense_prediction_cell_config = None
    if FLAGS.dense_prediction_cell_json:
      with tf.gfile.Open(FLAGS.dense_prediction_cell_json, 'r') as f:
        dense_prediction_cell_config = json.load(f)
    decoder_output_stride = None
    if FLAGS.decoder_output_stride:
      decoder_output_stride = [
          int(x) for x in FLAGS.decoder_output_stride]
      if sorted(decoder_output_stride, reverse=True) != decoder_output_stride:
        raise ValueError('Decoder output stride need to be sorted in the '
                         'descending order.')
    image_pooling_crop_size = None
    if FLAGS.image_pooling_crop_size:
      image_pooling_crop_size = [int(x) for x in FLAGS.image_pooling_crop_size]
    image_pooling_stride = [1, 1]
    if FLAGS.image_pooling_stride:
      image_pooling_stride = [int(x) for x in FLAGS.image_pooling_stride]
    return super(ModelOptions, cls).__new__(
        cls, outputs_to_num_classes, crop_size, atrous_rates, output_stride,
        preprocessed_images_dtype, FLAGS.merge_method,
        FLAGS.add_image_level_feature,
        image_pooling_crop_size,
        image_pooling_stride,
        FLAGS.aspp_with_batch_norm,
        FLAGS.aspp_with_separable_conv, FLAGS.multi_grid, decoder_output_stride,
        FLAGS.decoder_use_separable_conv, FLAGS.logits_kernel_size,
        FLAGS.model_variant, FLAGS.depth_multiplier, FLAGS.divisible_by,
        FLAGS.prediction_with_upsampled_logits, dense_prediction_cell_config,
        FLAGS.nas_stem_output_num_conv_filters, FLAGS.use_bounded_activation)

  def __deepcopy__(self, memo):
    return ModelOptions(copy.deepcopy(self.outputs_to_num_classes),
                        self.crop_size,
                        self.atrous_rates,
                        self.output_stride,
                        self.preprocessed_images_dtype)
本课程适合具有一定深度学习基础,希望发展为深度学习之计算机视觉方向的算法工程师和研发人员的同学们。基于深度学习的计算机视觉是目前人工智能最活跃的领域,应用非常广泛,如人脸识别和无人驾驶中的机器视觉等。该领域的发展日新月异,网络模型和算法层出不穷。如何快速入门并达到可以从事研发的高度对新手和中级水平的学生而言面临不少的挑战。精心准备的本课程希望帮助大家尽快掌握基于深度学习的计算机视觉的基本原理、核心算法和当前的领先技术,从而有望成为深度学习之计算机视觉方向的算法工程师和研发人员。本课程系统全面地讲述基于深度学习的计算机视觉技术的原理并进行项目实践。课程涵盖计算机视觉的七大任务,包括图像分类、目标检测、图像分割(语义分割、实例分割、全景分割)、人脸识别、图像描述、图像检索、图像生成(利用生成对抗网络)。本课程注重原理和实践相结合,逐篇深入解读经典和前沿论文70余篇,图文并茂破译算法难点, 使用思维导图梳理技术要点。项目实践使用Keras框架(后端为Tensorflow),学员可快速上手。通过本课程的学习,学员可把握基于深度学习的计算机视觉的技术发展脉络,掌握相关技术原理和算法,有助于开展该领域的研究与开发实战工作。另外,深度学习之计算机视觉方向的知识结构及学习建议请参见本人优快云博客。本课程提供课程资料的课件PPT(pdf格式)和项目实践代码,方便学员学习和复习。本课程分为上下两部分,其中上部包含课程的前五章(课程介绍、深度学习基础、图像分类、目标检测、图像分割),下部包含课程的后四章(人脸识别、图像描述、图像检索、图像生成)。
<think>好的,我需要帮助用户找到关于Deeplabv3+模型在TensorFlow和PyTorch中的代码实现示例教程。首先,我需要回忆一下用户提供的引用内容,看看里面有没有相关的信息。 根据用户给出的引用[1],里面提到了使用TensorFlow和Keras库创建DeepLabV3Plus模型,并给出了代码示例。这段代码导入了必要的库,调用了`DeeplabV3Plus`类,指定了预训练权重、输入形状和类别数。这应该是一个TensorFlow的实现示例。 然后看引用[2],这里提到了一个更高性能的PyTorch实现的Deeplab-v3plus项目,项目地址是https://gitcode.com/gh_mirrors/de/Deeplab-v3plus。这可能是一个PyTorch的代码库,用户可以参考这个项目的README和文档来获取实现细节。 引用[3]提到KerasCV集成了DeepLabv3+,用户可以使用预训练的主干网络进行微调,比如ResNet50_V2和EfficientNetv2_small。这可能是在TensorFlow环境下使用KerasCV库的实现方法。 引用[4]和[5]主要是关于训练自己的数据集和使用指南,可能包含一些脚本和配置说明,但具体的代码实现可能不如前几个引用直接。 接下来,我需要整理这些信息,分TensorFlow和PyTorch两部分给出代码示例,并附上相关引用。对于TensorFlow部分,引用[1]和[3]提供了不同的方法,一个是直接使用Keras的DeeplabV3Plus类,另一个是通过KerasCV库。PyTorch部分则引用[2]的项目地址。 需要注意用户提到的代码实现的正确性,比如在TensorFlow中可能需要安装特定的版本或额外的库,比如`keras_cv`。同时,PyTorch的实现可能需要从Git仓库克隆代码,并按照项目文档进行配置。 另外,用户可能需要知道如何加载预训练权重、调整输入尺寸和类别数,以及如何进行训练和推理。这些步骤在引用中都有所涉及,需要简明扼要地说明。 最后,生成相关问题时要围绕Deeplabv3+的实现、训练、微调、应用场景等方面,确保问题具有针对性,帮助用户深入理解。</think>### Deeplabv3+模型代码实现示例 以下是TensorFlow和PyTorch框架下的Deeplabv3+模型实现方法及教程参考: --- #### **TensorFlow/Keras 实现** 1. **使用Keras内置模块** ```python import tensorflow as tf from tensorflow.keras.applications import DeeplabV3Plus # 创建模型(Pascal VOC预训练权重) model = DeeplabV3Plus( weights=&#39;pascal_voc&#39;, # 可选 &#39;cityscapes&#39; 或其他预训练权重 input_shape=(512, 512, 3), # 输入图像尺寸 classes=21 # 类别数(根据任务调整) ) ``` **说明**: - 直接调用`DeeplabV3Plus`类,需指定输入尺寸和类别数[^1]。 - 支持迁移学习,通过`weights`参数加载预训练模型。 2. **通过KerasCV库实现** ```python import keras_cv model = keras_cv.models.DeepLabV3Plus( backbone="resnet50_v2", # 主干网络选择 num_classes=21, # 类别数 input_shape=(512, 512, 3) # 输入尺寸 ) ``` **说明**: - KerasCV提供更灵活的主干网络(如EfficientNet、ResNet)[^3]。 - 需安装`keras_cv`库:`pip install keras-cv`。 --- #### **PyTorch 实现** 参考开源项目 **[Deeplab-v3plus](https://gitcode.com/gh_mirrors/de/Deeplab-v3plus)**: 1. **克隆仓库并安装依赖** ```bash git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/de/Deeplab-v3plus cd Deeplab-v3plus pip install -r requirements.txt ``` 2. **模型定义示例** ```python from model.deeplab import DeepLab model = DeepLab( backbone=&#39;resnet&#39;, # 可选 &#39;xception&#39; 或 &#39;mobilenet&#39; output_stride=16, # 输出步长(控制特征图分辨率) num_classes=21 # 类别数 ) ``` **说明**: - 该项目提供完整的训练、验证脚本及预训练模型加载功能[^2][^5]。 - 支持多GPU训练和自定义数据集配置[^4]。 --- #### **训练自定义数据集** 1. **数据准备** - 需提供图像和对应的语义分割掩码(PNG格式)。 - 参考[引用4]的脚本进行数据预处理和加载。 2. **微调模型** ```python # TensorFlow示例(加载预训练模型后) model.compile(optimizer=&#39;adam&#39;, loss=&#39;sparse_categorical_crossentropy&#39;) model.fit(train_dataset, epochs=50, validation_data=val_dataset) ``` ---
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