SSD 单发多框检测
其实现在用的最多的是faster rcnn,等下再弄项目~~~
- 图像经过基础网络块,三个减半模块,每个减半模块由两个二维卷积层,加一个maxPool减半(通道数依次增加【16,32,64】)
- 然后是多个(3个)多尺度特征块。每个特征块依次都是一个减半模块,通道数固定128
- 最后一个全局最大池化层模块,高宽降到1
- 注意,每次添加一个模块,后面都有两个预测层,一个类比预测层,一个边框预测层。类别预测层是一个二维卷积层,卷积层通道数是 锚框*(类别+1) ,然后用不改变图像大小的卷积核3*3 ,padding = 1;边框预测层类似,通道数改为 锚框 * 4
%matplotlib inline
import gluonbook as gb
from mxnet import autograd,gluon,image,init,nd,contrib
from mxnet.gluon import loss as gloss,nn
import time # 类别预测层
def cls_predictor(num_anchors,num_classes):
return nn.Conv2D(num_anchors*(num_classes+1),kernel_size=3,padding=1) # 边框预测层
def bbox_predictor(num_anchors):
return nn.Conv2D(num_anchors*4,kernel_size=3,padding=1) # 连结多尺度
def forward(x,block):
block.initialize()
return block(x)
Y1 = forward(nd.zeros((2,8,20,20)),cls_predictor(5,10))
Y2 = forward(nd.zeros((2,16,10,10)),cls_predictor(3,10)) Y1.shape,Y2.shape def flatten_pred(pred):
return pred.transpose((0,2,3,1)).flatten() def concat_preds(preds):
return nd.concat(*[flatten_pred(p) for p in preds],dim=1) concat_preds([Y1,Y2]).shape # 减半模块
def down_sample_blk(num_channels):
blk = nn.Sequential()
for _ in range(2):
blk.add(nn.Conv2D(num_channels,kernel_size=3,padding=1),
nn.BatchNorm(in_channels=num_channels),
nn.Activation('relu'))
blk.add(nn.MaxPool2D(2))
return blk blk = down_sample_blk(10)
blk.initialize()
x = nd.zeros((2,3,20,20))
y = blk(x)
y.shape # 主体网络块
def base_net():
blk = nn.Sequential()
for num_filters in [16,32,64]:
blk.add(down_sample_blk(num_filters))
return blk
bnet = base_net()
bnet.initialize()
x = nd.random.uniform(shape=(2,3,256,256))
y = bnet(x)
y.shape # 完整的模型
def get_blk(i):
if i==0: # 0 基础网络模块
blk = base_net()
elif i==4: # 4 全局最大池化层模块,将高宽降到1
blk = nn.GlobalMaxPool2D()
else: # 1 ,2 ,3 高宽减半模块
blk = down_sample_blk(128)
return blk def blk_forward(X,blk,size,ratio,cls_predictor,bbox_predictor):
Y = blk(X)
anchors = contrib.nd.MultiBoxPrior(Y,sizes=size,ratios=ratio)
cls_preds = cls_predictor(Y)
bbox_preds = bbox_predictor(Y)
return (Y, anchors, cls_preds,bbox_preds) sizes = [[0.2, 0.272], [0.37, 0.447], [0.54, 0.619], [0.71, 0.79],
[0.88, 0.961]]
ratios = [[1, 2, 0.5]] * 5
num_anchors = len(sizes[0]) + len(ratios[0]) - 1 # 完整的TinySSD
class TinySSD(nn.Block):
def __init__(self, num_classes, **kwargs):
super(TinySSD, self).__init__(**kwargs)
self.num_classes = num_classes
for i in range(5):
# 赋值语句 self.blk_i = get_blk(i)
setattr(self, 'blk_%d' % i,get_blk(i))
setattr(self, 'cls_%d' % i,cls_predictor(num_anchors,num_classes))
setattr(self, 'bbox_%d' % i,bbox_predictor(num_anchors)) def forward(self, X):
anchors, cls_preds, bbox_preds = [None]*5,[None]*5,[None]*5
for i in range(5):
# getattr(self, 'blk_%d' % i ) 即访问 self.blk_i
X, anchors[i], cls_preds[i], bbox_preds[i] = blk_forward(
X, getattr(self, 'blk_%d' % i), sizes[i], ratios[i],
getattr(self, 'cls_%d' % i), getattr(self, 'bbox_%d' % i)) return (nd.concat(*anchors, dim=1),
concat_preds(cls_preds).reshape(
(0, -1, self.num_classes + 1)), concat_preds(bbox_preds)) # 测试形状
net = TinySSD(num_classes=1)
net.initialize()
X = nd.zeros((32,3,256,256))
anchors, cls_preds, bbox_preds = net(X)
print('output anchors:',anchors.shape)
print('output class preds:',cls_preds.shape)
print('output bbox preds:',bbox_preds.shape)
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