Caffe：图像数据转换成ldb（leveldb/lmdb)文件

转载自：denny的学习专栏（前半部分）和 深度学习文档

在深度学习的实际应用中，我们经常用到的原始数据是图片文件，如jpg,jpeg,png,tif等格式的，而且有可能图片的大小还不一致。而在caffe中经常使用的数据类型是lmdb或leveldb，因此就产生了这样的一个问题：如何从原始图片文件转换成caffe中能够运行的db（leveldb/lmdb)文件？

在caffe中，作者为我们提供了这样一个文件：convert_imageset.cpp，存放在根目录下的tools文件夹下。编译之后，生成对应的可执行文件放在 buile/tools/ 下面，这个文件的作用就是用于将图片文件转换成caffe框架中能直接使用的db文件。

该文件的使用格式：

 convert_imageset [FLAGS] ROOTFOLDER/ LISTFILE DB_NAME

需要带四个参数：

FLAGS: 图片参数组，后面详细介绍

ROOTFOLDER/: 图片存放的绝对路径，从linux系统根目录开始

LISTFILE: 图片文件列表清单，一般为一个txt文件，一行一张图片

DB_NAME: 最终生成的db文件存放目录

如果图片已经下载到本地电脑上了，那么我们首先需要创建一个图片列表清单，保存为txt

本文以caffe程序中自带的图片为例，进行讲解，图片目录是  example/images/, 两张图片，一张为cat.jpg, 另一张为fish_bike.jpg，表示两个类别。

我们创建一个sh脚本文件，调用linux命令来生成图片清单：

# sudo vi examples/images/create_filelist.sh

编辑这个文件,输入下面的代码并保存

# /usr/bin/env sh
DATA=examples/images
echo "Create train.txt..."
rm -rf $DATA/train.txt
find $DATA -name *cat.jpg | cut -d '/' -f3 | sed "s/$/ 1/">>$DATA/train.txt
find $DATA -name *bike.jpg | cut -d '/' -f3 | sed "s/$/ 2/">>$DATA/tmp.txt
cat $DATA/tmp.txt>>$DATA/train.txt
rm -rf $DATA/tmp.txt
echo "Done.."

这个脚本文件中，用到了rm,find, cut, sed,cat等linux命令。

rm: 删除文件

find: 寻找文件

cut: 截取路径

sed: 在每行的最后面加上标注。本例中将找到的*cat.jpg文件加入标注为1，找到的*bike.jpg文件加入标注为2

cat: 将两个类别合并在一个文件里。

最终生成如下的一个train.txt文件：

cat.jpg 1
fish-bike.jpg 2

当然，图片很少的时候，手动编写这个列表清单文件就行了。但图片很多的情况，就需要用脚本文件来自动生成了。在以后的实际应用中，还需要生成相应的val.txt和test.txt文件，方法是一样的。

生成的这个train.txt文件，就可以作为第三个参数，直接使用了。

接下来，我们来了解一下FLAGS这个参数组，有些什么内容：

-gray: 是否以灰度图的方式打开图片。程序调用opencv库中的imread()函数来打开图片，默认为false

-shuffle: 是否随机打乱图片顺序。默认为false

-backend:需要转换成的db文件格式，可选为leveldb或lmdb,默认为lmdb

-resize_width/resize_height: 改变图片的大小。在运行中，要求所有图片的尺寸一致，因此需要改变图片大小。 程序调用opencv库的resize（）函数来对图片放大缩小，默认为0，不改变

-check_size: 检查所有的数据是否有相同的尺寸。默认为false,不检查

-encoded: 是否将原图片编码放入最终的数据中，默认为false

-encode_type: 与前一个参数对应，将图片编码为哪一个格式：‘png','jpg'......

好了，知道这些参数后，我们就可以调用命令来生成最终的lmdb格式数据了

由于参数比较多，因此我们可以编写一个sh脚本来执行命令：

首先，创建sh脚本文件：

# sudo vi examples/images/create_lmdb.sh

编辑，输入下面的代码并保存

#!/usr/bin/en sh
DATA=examples/images
rm -rf $DATA/img_train_lmdb
build/tools/convert_imageset --shuffle \
--resize_height=256 --resize_width=256 \
/home/xxx/caffe/examples/images/ $DATA/train.txt  $DATA/img_train_lmdb

设置参数-shuffle,打乱图片顺序。设置参数-resize_height和-resize_width将所有图片尺寸都变为256*256.

/home/xxx/caffe/examples/images/ 为图片保存的绝对路径。

最后，运行这个脚本文件

# sudo sh examples/images/create_lmdb.sh

就会在examples/images/ 目录下生成一个名为 img_train_lmdb的文件夹，里面的文件就是我们需要的db文件了。

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完整的将自己的训练/测试图片转化成caffe数据集

3.1数据集展示

这里我们将五类图片，每个类别100张，其中80张作为训练，20张作为测试，图片类别标注分别为3，4，5，6，7，图片名称对应未301，302等等。我们将图片存放在caffe目录下的data文件夹下，文件夹名称为moqi，文件夹下面包含两个文件夹：test和train，test文件夹存放100张测试图片，train文件夹存放400张训练图片。如下图所示：

网上数据集较多，大家可自行百度下载，按照格式存储好即可。

3.2生成训练和测试清单文件

在caffe根目录下的examples目录下，创建一个myfile的文件夹，来用存放配置文件和脚本文件。然后编写一个脚本create_filelist.sh，用来生成train.txt和test.txt清单文件。

cd ~/caffe/
sudo mkdir examples/myfile
sudo gedit examples/myfile/create_filelist.sh

编辑文件，内容如下：

DATA=http://blog.youkuaiyun.com/u010193446/article/details/data/moqi/
MY=examples/myfile

echo "Create train.txt..."
rm -rf $MY/train.txt
for i in 3 4 5 6 7 
do
find $DATA/train -name $i*.jpg | cut -d '/' -f4-5 | sed "s/$/ $i/">>$MY/train.txt
done

echo "Create test.txt..."
rm -rf $MY/test.txt
for i in 3 4 5 6 7
do
find $DATA/test -name $i*.jpg | cut -d '/' -f4-5 | sed "s/$/ $i/">>$MY/test.txt
done
echo "All done"

编辑完成后保存退出，然后退回到caffe根目录下运行此脚本：

cd ~/caffe/
sudo sh examples/myfile/create_filelist.sh

执行过程如下图：

执行结束后，在caffe根目录下的examples/myfile/ 文件夹下生成train.txt和test.txt两个文本文件，里面就是图片的列表清单。如下图：

train.txt文件内容如下：

test.txt文件内容如下：

3.3转换成caffe需要的db文件

新建脚本文件来实现转换：

cd ~/caffe/
sudo gedit examples/myfile/create_lmdb.sh

编辑文件，内容如下：

MY=examples/myfile

echo "Create train lmdb.."
rm -rf $MY/img_train_lmdb
build/tools/convert_imageset --shuffle --resize_height=256 --resize_width=256 /home/moqi/caffe/data/moqi/ $MY/train.txt $MY/img_train_lmdb

echo "Create test lmdb.."
rm -rf $MY/img_test_lmdb
build/tools/convert_imageset --shuffle --resize_width=256 --resize_height=256 /home/moqi/caffe/data/moqi/ $MY/test.txt $MY/img_test_lmdb

echo "All Done.."

这里需要注意路径，绝对路径记得是你自己的绝对路径，修改即可。

编辑完成后保存退出，执行脚本文件：

cd ~/caffe/
sudo sh examples/myfile/create_lmdb.sh

执行过程如下图：

执行结束后，在caffe根目录下的examples/myfile下面生成两个文件夹img_train_lmdb和img_test_lmdb，分别用于保存图片转换后的lmdb文件。

至此，所有转换过程完成，读者可根据自己的数据集，稍微修改脚本文件即可完成自己的图片数聚集的转换，很方便。