[Open source, Python, Обработка изображений, Машинное обучение, Искусственный интеллект] Multi-Target в Albumentations (перевод)

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
10-Авг-2020 11:33

Цитировать

Этот текст — это перевод блог поста Multi-Target in Albumentations от 27 июля 2020. Автор есть на Хабре, но переводить текст на русский поленился. И этот перевод сделан по его просьбе.
Я перевела на русский все, что можно, но какие-то технические термины на английском звучат более естественно. В таком виде они и оставлены. Если вам в голову приходит адекватный перевод — комментируйте — поправлю.
—
Аугментации изображений — это интерпретируемый метод регуляризации. Вы преобразуете существующие размеченные данные в новые, тем самым увеличивая размер датасета.

Вы можете использовать Albumentations в PyTorch, Keras, Tensorflow или любом другом фреймворке, который может обрабатывать изображение как numpy array.
Лучше всего библиотека работает со стандартными задачами классификации, сегментации, детекции объектов и ключевых точeк. Чуть реже встречаются задачи, когда в каждом элементе тренировочной выборки не один, а множество различных объектов.
Для такого рода ситуаций была добавлена функциональность multi-target.
Ситуации, где это может пригодиться:

Сиамские сети
Обработка кадров в видео
Задачи Image2image
Multilabel semantic segmentation
Instance segmentation
Panoptic segmentation

Немного выпендрежа, для привлечения внимания :)

Библиотека родилась из топовых решений с Kaggle и других площадок соревновательного машинного обучения. В основной команде разработчиков один Kaggle Grandmaster, три Kaggle Masters, один Kaggle Expert.
Селим Сефербеков, победитель конкурса Deepfake Challenge с призовыми в миллион долларов, использовал Albumentations в своем решении.
Библиотека является частью PyTorch ecosystem
5700 звезд на GitHub.
Библиотеку цитировали в научных статьях более 80 раз . Упоминали в трех книгах.

В течение последних трех лет мы работали над функциональностью и оптимизировали производительность.
Сейчас же мы сосредоточились на документации и туториалах.
Как минимум раз в неделю пользователи просят добавить поддержку преобразования для нескольких сегментационных масок.
Comment from discussion Geeks_sid's comment from discussion "[D] We need your questions about Albumentations: the best image augmentations Library :)".
Она у нас уже давно есть. :)
В этой статье мы поделимся примерами того, как работать с multiple targets в albumentations.
Сценарий 1: Одно изображение, одна маска

Наиболее распространенным вариантом использования является сегментация изображений. У вас есть изображение и маска. Вы хотите применить к ним набор пространственных преобразований, и это должен быть один и тот же набор.
В этом коде мы применяем HorizontalFlip и ShiftScaleRotate.

import albumentations as A
transform = A.Compose([
A.HorizontalFlip(p=0.5),
A.ShiftScaleRotate(border_mode=cv2.BORDER_CONSTANT,
scale_limit=0.3,
rotate_limit=(10, 30),
p=0.5)
], p=1)
transformed = transform(image=image, mask=mask)
image_transformed = transformed['image']
mask_transformed = transformed['mask']

Ссылка на gistfile1.py

Сценарий 2: Одно изображение и несколько масок

Для некоторых задач у вас может быть несколько меток, соответствующих одному и тому же пикселю.
Давайте применим HorizontalFlip, GridDistortion, RandomCrop.

import albumentations as A
transform = A.Compose([
A.HorizontalFlip(p=0.5),
A.GridDistortion(p=0.5),
A.RandomCrop(height=1024, width=1024, p=0.5),
], p=1)
transformed = transform(image=image, masks=[mask, mask2])
image_transformed = transformed['image']
mask_transformed = transformed['masks'][0]
mask2_transformed = transformed['masks'][1]

Ссылка на gistfile1.py
Сценарий 3: Несколько изображений, масок, ключевых точек и боксов

Вы можете применить пространственные преобразования к нескольким целям.
В этом примере мы имеем два изображения, две маски, два бокса и два набора ключевых точек.
Давайте применим последовательность из HorizontalFlip и ShiftScaleRotate.

import albumentations as A
transform = A.Compose([A.HorizontalFlip(p=0.5),
A.ShiftScaleRotate(border_mode=cv2.BORDER_CONSTANT, scale_limit=0.3, p=0.5)],
bbox_params=albu.BboxParams(format='pascal_voc', label_fields=['category_ids']),
keypoint_params=albu.KeypointParams(format='xy'),
additional_targets={
"image1": "image",
"bboxes1": "bboxes",
"mask1": "mask",
'keypoints1': "keypoints"},
p=1)
transformed = transform(image=image,
image1=image1,
mask=mask,
mask1=mask1,
bboxes=bboxes,
bboxes1=bboxes1,
keypoints=keypoints,
keypoints1=keypoints1,
category_ids=["face"]
)
image_transformed = transformed['image']
image1_transformed = transformed['image1']
mask_transformed = transformed['mask']
mask1_transformed = transformed['mask1']
bboxes_transformed = transformed['bboxes']
bboxes1_transformed = transformed['bboxes1']
keypoints_transformed = transformed['keypoints']
keypoints1_transformed = transformed['keypoints1']

Ссылка на gistfile1.py

Q: Можно ли работать более чем с двумя изображениями?
А: Вы можете брать столько изображений, сколько захотите.
Q: Должно ли количество изображений, маски, боксов и ключевых точек быть одинаковым?
A: У вас может быть N изображений, M масок, K ключевых точек и B боксов. N, M, K и B могут быть разными.
Q: Существуют ли ситуации, когда функциональность multi target не сработает или сработает не так как ожидалось?
A: В целом, вы можете использовать multi-target для набора изображений, имеющих разные размеры. Некоторые преобразования зависит от входных данных. Например, вы не можете выполнить сделать crop, который больше самого изображения. Другой пример: MaskDropout, который может зависеть от исходной маски. Как он поведет себя, когда у нас будет набор масок, непонятно. На практике они встречаются крайне редко.
Q: Сколько преобразований можно сочетать вместе?
A: Вы можете сочетать преобразования в сложный пайплайн кучей разных способов.
В библиотеке более 30 пространственных преобразований. Все они поддерживают изображения и маски, большинство поддерживают боксы и ключевые точки.

Ссылка на источник
Их можно сочитать с более чем 40 преобразованиями, которые изменяют значения пикселей изображения. Например: RandomBrightnessContrast, Blur, или что-то более экзотическое, например RandomRain.
Дополнительная документация

Заключение
Работа над open-source проектом сложная, но очень увлекательна. Я хотел бы поблагодарить команду разработчиков:

и всех контрибьюторов, которые помогли создать библиотеку библиотеку и довести ее до текущего уровня.
===========
Источник:
habr.com
===========
===========
Автор оригинала: Vladimir Iglovikov
===========Похожие новости:

Теги для поиска: #_open_source, #_python, #_obrabotka_izobrazhenij (Обработка изображений), #_mashinnoe_obuchenie (Машинное обучение), #_iskusstvennyj_intellekt (Искусственный интеллект), #_machine_learning, #_computer_vision, #_mashinnoe_obuchenie (машинное обучение), #_data_science, #_kompjuternoe_zrenie (компьютерное зрение), #_open_source, #_python, #_obrabotka_izobrazhenij (
Обработка изображений
), #_mashinnoe_obuchenie (
Машинное обучение
), #_iskusstvennyj_intellekt (
Искусственный интеллект
)

Профиль ЛС

Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 17:45
Часовой пояс: UTC + 5