使用Caffe的多类多标签图像分类

时间:2018-10-29 13:52:52

标签: image-processing machine-learning computer-vision caffe multilabel-classification

我正在尝试在caffe中创建一个单一的多类多标签网络配置。

比方说狗的分类:狗是大还是小? (班级)是什么颜色? (上课)有领吗? (标签)

使用咖啡可以做这件事吗? 这样做的正确方法是什么?

只是想了解实践方法。 创建包含文本的所有标签的2个.text文件(一个用于训练,一个用于验证)后,例如:

base

运行py脚本:

library

并创建train.h5和val.h5(X数据集包含图像,Y包含标签吗?)

从以下位置替换我的网络输入层:

/train/img/1.png 0 4 18
/train/img/2.png 1 7 17 33
/train/img/3.png 0 4 17

import h5py, os
import caffe
import numpy as np

SIZE = 227 # fixed size to all images
with open( 'train.txt', 'r' ) as T :
    lines = T.readlines()
# If you do not have enough memory split data into
# multiple batches and generate multiple separate h5 files
X = np.zeros( (len(lines), 3, SIZE, SIZE), dtype='f4' ) 
y = np.zeros( (len(lines),1), dtype='f4' )
for i,l in enumerate(lines):
    sp = l.split(' ')
    img = caffe.io.load_image( sp[0] )
    img = caffe.io.resize( img, (SIZE, SIZE, 3) ) # resize to fixed size
    # you may apply other input transformations here...
    # Note that the transformation should take img from size-by-size-by-3 and transpose it to 3-by-size-by-size
    # for example
    transposed_img = img.transpose((2,0,1))[::-1,:,:] # RGB->BGR
    X[i] = transposed_img
    y[i] = float(sp[1])
with h5py.File('train.h5','w') as H:
    H.create_dataset( 'X', data=X ) # note the name X given to the dataset!
    H.create_dataset( 'y', data=y ) # note the name y given to the dataset!
with open('train_h5_list.txt','w') as L:
    L.write( 'train.h5' ) # list all h5 files you are going to use

我猜HDF5不需要mean.binaryproto吗?

接下来,如何改变输出层以输出多个标签概率? 我想我需要交叉熵层而不是softmax吗? 这是当前的输出层:

layers { 
 name: "data" 
 type: DATA 
 top:  "data" 
 top:  "label" 
 data_param { 
   source: "/home/gal/digits/digits/jobs/20181010-191058-21ab/train_db" 
   backend: LMDB 
   batch_size: 64 
 } 
 transform_param { 
    crop_size: 227 
    mean_file: "/home/gal/digits/digits/jobs/20181010-191058-21ab/mean.binaryproto" 
    mirror: true 
  } 
  include: { phase: TRAIN } 
} 
layers { 
 name: "data" 
 type: DATA 
 top:  "data" 
 top:  "label" 
 data_param { 
   source: "/home/gal/digits/digits/jobs/20181010-191058-21ab/val_db"  
   backend: LMDB 
   batch_size: 64
 } 
 transform_param { 
    crop_size: 227 
    mean_file: "/home/gal/digits/digits/jobs/20181010-191058-21ab/mean.binaryproto" 
    mirror: true 
  } 
  include: { phase: TEST } 
} 

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

平均减法

虽然lmdb输入数据层可以为您处理各种输入转换,但是"HDF5Data"层不支持此功能。
因此,在创建hdf5文件时,必须处理所有输入转换(尤其是均值减法)。
查看您的代码在何处显示

# you may apply other input transformations here...

多个标签

尽管.txt为每个图像列出了几个标签,但是您只将第一个标签保存到hdf5文件中。如果要使用这些标签,则必须将它们喂入网络。
您的示例中立即出现的一个问题是,每个训练图像没有固定数量的标签-为什么?什么意思?
假设每个图像都有三个标签(在.txt文件中):

  

<文件名> <狗的大小> <狗的颜色> <有项圈>

然后,您的hdf5中可以包含y_sizey_colory_collar(而不是单个y)。

y_size[i] = float(spl[1])
y_color[i] = float(spl[2])
y_collar[i] = float(spl[3])

您的输入数据层将相应地具有更多"top"

layer {
  type: "HDF5Data"
  top: "X" # same name as given in create_dataset!
  top: "y_size"
  top: "y_color"
  top: "y_collar"
  hdf5_data_param {
    source: "train_h5_list.txt" # do not give the h5 files directly, but the list.
    batch_size: 32
  }
  include { phase:TRAIN }
}

预测

当前,您的网络仅预测单个标签(带有top: "prob"的图层)。您需要使用网络来预测所有三个标签,因此需要添加计算top: "prob_size"top: "prob_color"top: "prob_collar"的层(每个"prob_*"的不同层)。
对每个标签进行预测后,就需要损失(同样,每个标签也将损失)。