1. <strong id="7actg"></strong>
    2. <table id="7actg"></table>

    3. <address id="7actg"></address>
      <address id="7actg"></address>
      1. <object id="7actg"><tt id="7actg"></tt></object>

        kaggle圖像分割實戰(zhàn)要點與技巧總結(jié)

        共 11492字,需瀏覽 23分鐘

         ·

        2023-08-17 04:48

        點擊上方小白學(xué)視覺”,選擇加"星標"或“置頂

        重磅干貨,第一時間送達

        編者薦語

         

        作者參加了39個Kaggle比賽,總結(jié)了非常多的技巧和經(jīng)驗,現(xiàn)在全部分享給大家。

        轉(zhuǎn)載自丨新機器視覺


        想象一下,如果你能得到所有的tips和tricks,你需要去參加一個Kaggle比賽。我已經(jīng)超過39個Kaggle比賽,包括:

        • Data Science Bowl 2017 – $1,000,000
        • Intel & MobileODT Cervical Cancer Screening – $100,000
        • 2018 Data Science Bowl – $100,000
        • Airbus Ship Detection Challenge – $60,000
        • Planet: Understanding the Amazon from Space – $60,000
        • APTOS 2019 Blindness Detection – $50,000
        • Human Protein Atlas Image Classification – $37,000
        • SIIM-ACR Pneumothorax Segmentation – $30,000
        • Inclusive Images Challenge – $25,000

        現(xiàn)在把這些知識都挖出來給你們!


        外部數(shù)據(jù)


        • 使用 LUng Node Analysis Grand Challenge 數(shù)據(jù),因為這個數(shù)據(jù)集包含了來自放射學(xué)的標注細節(jié)。
        • 使用 LIDC-IDRI 數(shù)據(jù),因為它具有找到了腫瘤的所有放射學(xué)的描述。
        • 使用Flickr CC,維基百科通用數(shù)據(jù)集
        • 使用Human Protein Atlas Dataset
        • 使用IDRiD數(shù)據(jù)集

        數(shù)據(jù)探索和直覺


        • 使用0.5的閾值對3D分割進行聚類
        • 確認在訓(xùn)練集和測試集的標簽分布上有沒有不一樣的地方


        預(yù)處理


        • 使用DoG(Difference of Gaussian)方法進行blob檢測,使用skimage中的方法。
        • 使用基于patch的輸入進行訓(xùn)練,為了減少訓(xùn)練時間。
        • 使用cudf加載數(shù)據(jù),不要用Pandas,因為讀數(shù)據(jù)更快。
        • 確保所有的圖像具有相同的方向。
        • 在進行直方圖均衡化的時候,使用對比度限制。
        • 使用OpenCV進行通用的圖像預(yù)處理。
        • 使用自動化主動學(xué)習(xí),添加手工標注。
        • 將所有的圖像縮放成相同的分辨率,可以使用相同的模型來掃描不同的厚度。
        • 將掃描圖像歸一化為3D的numpy數(shù)組。
        • 對單張圖像使用暗通道先驗方法進行圖像去霧。
        • 將所有圖像轉(zhuǎn)化成Hounsfield單位(放射學(xué)中的概念)。
        • 使用RGBY的匹配系數(shù)來找到冗余的圖像。
        • 開發(fā)一個采樣器,讓標簽更加的均衡。
        • 對測試圖像打偽標簽來提升分數(shù)。
        • 將圖像/Mask降采樣到320x480。
        • 直方圖均衡化(CLAHE)的時候使用kernel size為32×32
        • 將DCM轉(zhuǎn)化為PNG。
        • 當有冗余圖像的時候,為每個圖像計算md5 hash值。


        數(shù)據(jù)增強


        • 使用 albumentations 進行數(shù)據(jù)增強。
        • 使用隨機90度旋轉(zhuǎn)。
        • 使用水平翻轉(zhuǎn),上下翻轉(zhuǎn)。
        • 可以嘗試較大的幾何變換:彈性變換,仿射變換,樣條仿射變換,枕形畸變。
        • 使用隨機HSV。
        • 使用loss-less增強來進行泛化,防止有用的圖像信息出現(xiàn)大的loss。
        • 應(yīng)用channel shuffling。
        • 基于類別的頻率進行數(shù)據(jù)增強。
        • 使用高斯噪聲。
        • 對3D圖像使用lossless重排來進行數(shù)據(jù)增強。
        • 0到45度隨機旋轉(zhuǎn)。
        • 從0.8到1.2隨機縮放。
        • 亮度變換。
        • 隨機變化hue和飽和度。
        • 使用D4:https://en.wikipedia.org/wiki/Dihedral_group增強。
        • 在進行直方圖均衡化的時候使用對比度限制。
        • 使用AutoAugment:https://arxiv.org/pdf/1805.09501.pdf增強策略。


        模型

        結(jié)構(gòu)

        • 使用U-net作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),并調(diào)整以適應(yīng)3D的輸入。
        • 使用自動化主動學(xué)習(xí)并添加人工標注。
        • 使用inception-ResNet v2 architecture結(jié)構(gòu)使用不同的感受野訓(xùn)練特征。
        • 使用Siamese networks進行對抗訓(xùn)練。
        • 使用ResNet50XceptionInception ResNet v2 x 5,最后一層用全連接。
        • 使用global max-pooling layer,無論什么輸入尺寸,返回固定長度的輸出。
        • 使用stacked dilated convolutions。
        • VoxelNet。
        • 在LinkNet的跳躍連接中將相加替換為拼接和conv1x1。
        • Generalized mean pooling。
        • 使用224x224x3的輸入,用Keras NASNetLarge從頭訓(xùn)練模型。
        • 使用3D卷積網(wǎng)絡(luò)。
        • 使用ResNet152作為預(yù)訓(xùn)練的特征提取器。
        • 將ResNet的最后的全連接層替換為3個使用dropout的全連接層。
        • 在decoder中使用轉(zhuǎn)置卷積。
        • 使用VGG作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
        • 使用C3D網(wǎng)絡(luò),使用adjusted receptive fields,在網(wǎng)絡(luò)的最后使用64 unit bottleneck layer 。
        • 使用帶預(yù)訓(xùn)練權(quán)重的UNet類型的結(jié)構(gòu)在8bit RGB輸入圖像上提升收斂性和二元分割的性能。
        • 使用LinkNet,因為又快又省內(nèi)存。
        • MASKRCNN
        • BN-Inception
        • Fast Point R-CNN
        • Seresnext
        • UNet and Deeplabv3
        • Faster RCNN
        • SENet154
        • ResNet152
        • NASNet-A-Large
        • EfficientNetB4
        • ResNet101
        • GAPNet
        • PNASNet-5-Large
        • Densenet121
        • AC-GAN
        • XceptionNet (96), XceptionNet (299), Inception v3 (139), InceptionResNet v2 (299), DenseNet121 (224)
        • AlbuNet (resnet34) from ternausnets
        • SpaceNet
        • Resnet50 from selim_sef SpaceNet 4
        • SCSEUnet (seresnext50) from selim_sef SpaceNet 4
        • A custom Unet and Linknet architecture
        • FPNetResNet50 (5 folds)
        • FPNetResNet101 (5 folds)
        • FPNetResNet101 (7 folds with different seeds)
        • PANetDilatedResNet34 (4 folds)
        • PANetResNet50 (4 folds)
        • EMANetResNet101 (2 folds)
        • RetinaNet
        • Deformable R-FCN
        • Deformable Relation Networks


        硬件設(shè)置


        • Use of the AWS GPU instance p2.xlarge with a NVIDIA K80 GPU
        • Pascal Titan-X GPU
        • Use of 8 TITAN X GPUs
        • 6 GPUs: 21080Ti + 41080
        • Server with 8×NVIDIA Tesla P40, 256 GB RAM and 28 CPU cores
        • Intel Core i7 5930k, 2×1080, 64 GB of RAM, 2x512GB SSD, 3TB HDD
        • GCP 1x P100, 8x CPU, 15 GB RAM, SSD or 2x P100, 16x CPU, 30 GB RAM
        • NVIDIA Tesla P100 GPU with 16GB of RAM
        • Intel Core i7 5930k, 2×1080, 64 GB of RAM, 2x512GB SSD, 3TB HDD
        • 980Ti GPU, 2600k CPU, and 14GB RAM


        損失函數(shù)


        • Dice Coefficient ,因為在不均衡數(shù)據(jù)上工作很好。
        • Weighted boundary loss 目的是減少預(yù)測的分割和ground truth之間的距離。
        • MultiLabelSoftMarginLoss 使用one-versus-all損失優(yōu)化多標簽。
        • Balanced cross entropy (BCE) with logit loss 通過系數(shù)來分配正負樣本的權(quán)重。
        • Lovasz 基于sub-modular損失的convex Lovasz擴展來直接優(yōu)化平均IoU損失。
        • FocalLoss + Lovasz 將Focal loss和Lovasz losses相加得到。
        • Arc margin loss 通過添加margin來最大化人臉類別的可分性。
        • Npairs loss 計算y_true 和 y_pred之間的npairs損失。
        • 將BCE和Dice loss組合起來。
        • LSEP – 一種成對的排序損失,處處平滑因此容易優(yōu)化。
        • Center loss 同時學(xué)習(xí)每個類別的特征中心,并對距離特征中心距離太遠的樣本進行懲罰。
        • Ring Loss 對標準的損失函數(shù)進行了增強,如Softmax。
        • Hard triplet loss 訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)進行特征嵌入,最大化不同類別之間的特征的距離。
        • 1 + BCE – Dice 包含了BCE和DICE損失再加1。
        • Binary cross-entropy – ?log(dice) 二元交叉熵減去dice loss的log。
        • BCE, dice和focal 損失的組合。
        • BCE + DICE - Dice損失通過計算平滑的dice系數(shù)得到。
        • Focal loss with Gamma 2 標準交叉熵損失的升級。
        • BCE + DICE + Focal – 3種損失相加。
        • Active Contour Loss 加入了面積和尺寸信息,并集成到深度學(xué)習(xí)模型中。
        • 1024 * BCE(results, masks) + BCE(cls, cls_target)
        • Focal + kappa – Kappa是一種用于多類別分類的損失,這里和Focal loss相加。
        • ArcFaceLoss?—? 用于人臉識別的Additive Angular Margin Loss。
        • soft Dice trained on positives only – 使用預(yù)測概率的Soft Dice。
        • 2.7 * BCE(pred_mask, gt_mask) + 0.9 * DICE(pred_mask, gt_mask) + 0.1 * BCE(pred_empty, gt_empty) 一種自定義損失。
        • nn.SmoothL1Loss()
        • 使用Mean Squared Error objective function,在某些場景下比二元交叉熵損失好。


        訓(xùn)練技巧


        • 嘗試不同的學(xué)習(xí)率。
        • 嘗試不同的batch size。
        • 使用SGD + 動量 并手工設(shè)計學(xué)習(xí)率策略。
        • 太多的增強會降低準確率。
        • 在圖像上進行裁剪做訓(xùn)練,全尺寸圖像做預(yù)測。
        • 使用Keras的ReduceLROnPlateau()作為學(xué)習(xí)率策略。
        • 不使用數(shù)據(jù)增強訓(xùn)練到平臺期,然后對一些epochs使用軟硬增強。
        • 凍結(jié)除了最后一層外的所有層,使用1000張圖像進行微調(diào),作為第一步。
        • 使用分類別采樣
        • 在調(diào)試最后一層的時候使用dropout和增強
        • 使用偽標簽來提高分數(shù)
        • 使用Adam在plateau的時候衰減學(xué)習(xí)率
        • 用SGD使用Cyclic學(xué)習(xí)率策略
        • 如果驗證損失持續(xù)2個epochs沒有降低,將學(xué)習(xí)率進行衰減
        • 將10個batches里的最差的batch進行重復(fù)訓(xùn)練
        • 使用默認的UNET進行訓(xùn)練
        • 對patch進行重疊,這樣邊緣像素被覆蓋兩次
        • 超參數(shù)調(diào)試:訓(xùn)練時候的學(xué)習(xí)率,非極大值抑制以及推理時候的分數(shù)閾值
        • 將低置信度得分的包圍框去掉。
        • 訓(xùn)練不同的卷積網(wǎng)絡(luò)進行模型集成。
        • 在F1score開始下降的時候就停止訓(xùn)練。
        • 使用不同的學(xué)習(xí)率。
        • 使用層疊的方法用5 folds的方法訓(xùn)練ANN,重復(fù)30次。


        評估和驗證


        • 按類別非均勻的劃分訓(xùn)練和測試集
        • 當調(diào)試最后一層的時候,使用交叉驗證來避免過擬合。
        • 使用10折交叉驗證集成來進行分類。
        • 檢測的時候使用5-10折交叉驗證來集成。


        集成方法


        • 使用簡單的投票方法進行集成
        • 對于類別很多的模型使用LightGBM,使用原始特征。
        • 對2層模型使用CatBoost
        • 使用 ‘curriculum learning’ 來加速模型訓(xùn)練,這種訓(xùn)練模式下,模型先在簡單樣本上訓(xùn)練,再在困難樣本上訓(xùn)練。
        • 使用ResNet50, InceptionV3, and InceptionResNetV2進行集成。
        • 對物體檢測使用集成。
        • Mask RCNNYOLOv3, 和Faster RCNN 進行集成。


        后處理


        • 使用test time augmentation?,對一張圖像進行隨機變換多次測試后對結(jié)果進行平均。
        • 對測試的預(yù)測概率進行均衡化,而不是使用預(yù)測的類別。
        • 對預(yù)測結(jié)果進行幾何平均。
        • 在推理的時候分塊重疊,因為UNet對邊緣區(qū)域的預(yù)測不是很好。
        • 進行非極大值抑制和包圍框的收縮。
        • 在實例分割中使用分水嶺算法后處理來分離物體。
            
        下載1:OpenCV-Contrib擴展模塊中文版教程
        在「小白學(xué)視覺」公眾號后臺回復(fù):擴展模塊中文教程,即可下載全網(wǎng)第一份OpenCV擴展模塊教程中文版,涵蓋擴展模塊安裝、SFM算法、立體視覺、目標跟蹤、生物視覺、超分辨率處理等二十多章內(nèi)容。

        下載2:Python視覺實戰(zhàn)項目52講
        小白學(xué)視覺公眾號后臺回復(fù):Python視覺實戰(zhàn)項目,即可下載包括圖像分割、口罩檢測、車道線檢測、車輛計數(shù)、添加眼線、車牌識別、字符識別、情緒檢測、文本內(nèi)容提取、面部識別等31個視覺實戰(zhàn)項目,助力快速學(xué)校計算機視覺。

        下載3:OpenCV實戰(zhàn)項目20講
        小白學(xué)視覺公眾號后臺回復(fù):OpenCV實戰(zhàn)項目20講即可下載含有20個基于OpenCV實現(xiàn)20個實戰(zhàn)項目,實現(xiàn)OpenCV學(xué)習(xí)進階。

        交流群


        歡迎加入公眾號讀者群一起和同行交流,目前有SLAM、三維視覺、傳感器、自動駕駛、計算攝影、檢測、分割、識別、醫(yī)學(xué)影像、GAN、算法競賽等微信群(以后會逐漸細分),請掃描下面微信號加群,備注:”昵稱+學(xué)校/公司+研究方向“,例如:”張三 + 上海交大 + 視覺SLAM“。請按照格式備注,否則不予通過。添加成功后會根據(jù)研究方向邀請進入相關(guān)微信群。請勿在群內(nèi)發(fā)送廣告,否則會請出群,謝謝理解~


        瀏覽 218
        點贊
        評論
        收藏
        分享

        手機掃一掃分享

        分享
        舉報
        評論
        圖片
        表情
        推薦
        點贊
        評論
        收藏
        分享

        手機掃一掃分享

        分享
        舉報
        1. <strong id="7actg"></strong>
        2. <table id="7actg"></table>

        3. <address id="7actg"></address>
          <address id="7actg"></address>
          1. <object id="7actg"><tt id="7actg"></tt></object>
            白羽美峰在线播放无码 | 精品无码电影 | 美女人人操| 国产日韩一区二区三区 | 女侠白嫩的玉腿被分肆意蹂躏 | 无码少妇一区二区三区 | 无码免费高清 | 国产精品久久久久久99 | 黄片免费观看 | 揉我胸啊嗯~出水了z紫薇 |