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图像分割技巧资料

2020-12-12 09:08 作者:新濠现金直营 点击:

  一个经历了 39 场 Kaggle 比赛的团队在 reddit 上发帖表示,他们整理了一份结构化的图像分割技巧列表,涵盖数据增强、建模、损失函数、训练技巧等多个方面,不失为一份可以参考的图像分割技巧资料。

  图像分割是图像处理和计算机视觉的热点之一,是根据图像内容对指定区域进行标记的计算机视觉任务。它基于某些标准将输入图像划分为多个相同的类别,简言之就是「这张图片里有什么,其在图片中的位置是什么?」以便提取人们感兴趣的区域。图像分割是图像分析和图像特征提取及识别的基础。

  图像分割也是 Kaggle 中的一类常见赛题,比如卫星图像分割与识别、气胸疾病图像分割等。除了密切的团队配合、给力的GPU配置等条件,技巧在这类比赛中也发挥了很大的作用。但这些技巧去哪里找呢?Medium、大牛博客、参赛经验帖中都散落着各种技巧分享,但这些资源往往比较零散,于是就有人想到,为什么不把它们集中到一起呢?   Derrick Mwiti就带头做了这么一件事,他和他所在的团队将过去 39 场 Kaggle 比赛中讨论过的图像分割技巧、资料都汇总到了一起,希望可以帮到在图像分割任务中遇到困难的同学。   这份列表分为十大板块,包括外部数据、预处理、数据增强、建模、硬件配置、损失函数、训练技巧、评估和交叉验证、集成方法以及后处理。

  每个版块的具体内容以条目的形式呈现,每个条目又都嵌入了一些链接,点开可以看到一些优秀的 Kaggle 解决方案分享、Medium 博客教程、高赞的 GitHub 项目等,读者可以根据自己的具体问题和需要进行查找。   本文选取了其中一部分内容进行介绍,具体细节及链接请参见原文。   接下来,我们来看每个步骤都有哪些技巧吧。  预处理  这一部分包含众多常见的有效图像预处理方法,例如:

  数据增强  数据增强能够使网络具有更复杂的表征能力,从而减小网络性能在验证集和训练集以及最终测试集上的差距,让网络更好地学习迁移数据集上的数据分布。这部分介绍了一些常用的数据增强方法:

  尝试进行复杂的几何变换,包括弹性变换、透视变换、分段仿射变换、枕形失真;

  建模 网络架构  这一部分介绍了一些可用在图像分割上的常用网络框架,例如:

  损失函数  损失函数常用来估计模型预测结果与真值之间的差距。选择合适的损失函数,对模型效果很重要。   这部分介绍了一系列损失函数和使用场景,例如:

  此外,作者还介绍了 Arc margin 损失、BCE 和 dice 系数的组合等等,更多详情参见原文。

  冻结除了最后一层以外所有的网络层,并使用 Stage1 中的 1000 张图片进行模型微调;

  评估和交叉验证  这部分介绍了 k 折交叉验证、对抗验证和权衡等方法,以及在调整模型最后一层时使用交叉验证方法以有效避免过拟合。

  集成方法  许多机器学习竞赛(包括 Kaggle)中最优秀的解决方案所采用的集成方法都建立在一个这样的假设上:将多个模型组合在一起通常可以产生更强大的模型。   这部分介绍了多种集成方法,如多数投票法、XGBoost、LightGBM、CatBoost 等方法,以及集成 ResNet50、InceptionV3 和 InceptionResNetV2 的方法。

  测试时增强(Test Time Augmentation,TTA):向模型多次展示经过不同随机变换的图像,取预测平均值;

  在推理过程中将图块重叠,使每个边缘像素至少覆盖 3 次,因为 UNET 在边缘区域范围的预测往往较差;

  最后需要注意的是,这份列表给出的某些技巧可能有一定的适用范围,具体能不能用还要视数据而定。

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