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quickSeg：基于Python的图像分割脚手架+模型库

目录：

  1. Introduction
  2. 环境
  3. 常用缩写
  4. 文件结构
  5. 面向网络使用者
  6. 面向网络开发者

Introduction

quickSeg：基于Python的图像分割脚手架+模型库

环境

  • Python 2.7 x64

  • 依赖：pip install -r requirements.txt

  • 系统支持程度：ubuntu > windows

  • 环境友好程度:Ipython@spyder > Ipython > Python

库中的绝大多数函数都有文档， 在Ipython中 大多数类都可以通过 对象名称后面加一个问号的形式 （即：object?） 获取使用说明文档

文件结构

quickSeg
│
├── lib  # 存放函数库
│   ├── configManager.py  # 用于存放，处理参数及自动生成各类io函数
│   ├── yllibInterface.py # 引入 yl 文件夹的module
│   └── yl                # 杨磊的python代码库
│       ├── __init__.py
│       ├── tool/   # 常用Python工具module
│       ├── ylimg/  # 关于图片的module
│       ├── ylml/   # 关于机器学习的module
│       └── ylnp.py # 关于numpy的module
│ 
├── nets # 存放网络结构和接口
│   └── res-unet1 # 文件夹名即网络名称
│       ├── trainInterface.py  # 用于train的接口
│       └── trainInterface.py  # 用于predict的接口
│ 
├── projects # 工作空间 以项目名称为文件夹
│   └── projectTemplate # 项目模板 新建项目：复制并重命名文件夹为项目名称
│       └── experment1 # 实验文件夹 新建实验：复制重命名文件夹为实验名称
│           ├── lib.py     # 将 quickSeg/lib/ 下的所有moudlu导入并加入 sys.path
│           ├── config.py  # 配置训练集，测试集，预测集， 选择net
│           ├── train.py   # 配置训练的参数并训练
│           ├── test.py    # 使用训练好的模型对测试集进行预测
│           ├── val.py     # 用验证集进行细腻度的分析，深入了解模型性能
│           ├── weight/    # 存储训练过程中自动保存的权重
│           ├── test/      # 保存由测试集生成的结果
│           └── val/       # 存储验证时候Evalu产生的缓存数据和分析数据
│
└── readme.md # 此说明文件

面向网络使用者

  1. 将projects/projectTemplate 文件夹复制并命名成你的项目名称 如：COCO
  2. 在projects/COCO 中， 将experment1 文件夹重命名成你此次实验的名称如：COCO_Unet
  3. 接下来 打开projects/COCO/COCO_Unet

关于数据

一般需要将样本分成独立的三部分：训练集(train set)，验证集(val set)和测试集(test set)。

  • 训练集用来训练模型
  • 验证集用来确定网络结构或者控制模型复杂程度的参数
  • 测试集则检验最终选择最优的模型的性能如何

ps: 一个典型的划分是训练集占总样本的50％，而其它各占25％，三部分都是从样本中随机抽取。

config.py

config.py主要配置数据接口 选择网络文件夹

在 config.py 的 config BEGIN 至 config END 块内进行配置

配置名称 类型 描述 样例
cf.netdir str 要使用的网络所在文件夹的名称 res-unet1
cf.trainGlob str 训练集的图片以glob形式的路径 /data/COCO/train/*.jpg
cf.toGtPath function 一个函数 传入图片路径，返回标签所在路径cf.toGtPath(imgPath)=>gtPath lambda path:path.replace('.jpg','.png')
cf.val str or float str:验证集的图片以glob形式的路径。float:从训练集中将文件后cf.val的图片划为验证集 val/*.jpg or 0.2
cf.toValGtPath function 同 cf.toGtPath，默认情况下 和 cf.toGtPath为同一函数 None
cf.testGlob str 测试集的图片以glob形式的路径 /data/COCO/train/*.jpg

train.py

train.py主要配置train的参数

可使用 train？ 或 doc(train)来查看当前网络的使用说明

在 train.py 的 config BEGIN 至 config END 块内进行配置

常用参数项：

参数名称 类型 描述 样例
batch int 训练每时刻的batch 4
epoch int 训练多少epoch 30
resume int 从第几个已保存的权重继续训练 0
classn int 分割的结果包含的类别数 2

其他参数项：

参数名称 类型 描述 样例
window int or (h,w) 切割小图进行训练时候 切割窗口的大小 512 or (512,1024)

test.py

val.py

面向网络开发者

要更改网络结构或开发新的网络时，先将 quickSeg/nets/netTemplate 下的 trainInterface.py 和 trainInterface.py 复制到你的实验文件夹下,参考这两个接口进行修改和开发

开发完成后 只需在nets下新建文件夹 命名为你网络的名称即可 欢迎git push origin master提交你的net

常用train函数

lib.GenSimg

Init signature: lib.GenSimg(self, imggts, simgShape, handleImgGt=None, batch=1, cache=None, iters=None, timesPerRead=1, infinity=False)
Docstring:     
随机生成小图片simg及gt 的迭代器，默认使用1Gb内存作为图片缓存
默认生成simg总面积≈所有图像总面积时 即结束
Init docstring:
imggts: zip(jpgs,pngs)
simgShape: simg的shape
handleImgGt: 对输出结果运行handleImgGt(img,gt)处理后再返回
batch: 每次返回的batch个数
cache: 缓存图片数目, 默认缓存1Gb的数目
timesPerRead: 平均每次读的图片使用多少次(不会影响总迭代次数),默认1次
iters: 固定输出小图片的总数目，与batch无关
infinity: 无限迭代
File:           quickSeg/lib/yl/ylml/ylmlTrain.py
Type:           ABCMeta

常用predict函数

lib.autoSegmentWholeImg

Signature: lib.autoSegmentWholeImg(img, simgShape, handleSimg, step=None, weightCore=None)
Docstring:
将img分割到 simgShape 的小图，执行handleSimg(simg),将结果拼接成回img形状的矩阵
img:被执行的图片
simgShape: 小图片的shape
handleSimg: 用于处理小图片的函数 handleSimg(simg)，比如 net.pridict(simg)
step: 切割的步长, 默认为simgShape 可以为int|tuple(steph,stepw)|float
weightCore: 'avg'取平均,'gauss'结果的权重 在重叠部分可以用到
使之越靠经中心的权重越高 默认为直接覆盖
File:      quickSeg/lib/yl/ylml/ylmlTest.py
Type:      function

附录

常用缩写：

* img = image, 表示图片
* gt = GroundTruth，用于评测的真值
* re = result，模型生成的，需要评测的样本