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PaddleClas

PaddlePaddle / PaddleClas
接近 2 年 前同步成功

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“cff993cf32da345430724882214a4e493d4899fc”上不存在“porting/uniproton/kernel/include/sys/prctl.h”
未验证 提交 06d8ad07 编写于 作者: C cuicheng01 提交者： GitHub
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Merge pull request #1972 from cuicheng01/add_person_demo 

Update person_exists docs and configs
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Showing with 432 addition and 339 deletion
deploy/configs/PULC/person/inference_person_cls.yaml → deploy/configs/PULC/person_exists/inference_person_cls.yaml
浏览文件 @ 06d8ad07
Global:
infer_imgs: "./images/PULC/person/objects365_02035329.jpg"
inference_model_dir: "./models/person_cls_infer"
infer_imgs: "./images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg"
inference_model_dir: "./models/person_exists_infer"
batch_size: 1
use_gpu: True
enable_mkldnn: False
......
docs/zh_CN/PULC/PULC_person_cls.md 已删除 100644 → 0
浏览文件 @ c6525f0b
# PaddleClas构建有人/无人分类案例
此处提供了用户使用 PaddleClas 快速构建轻量级、高精度、可落地的有人/无人的分类模型教程，主要基于有人/无人场景的数据，融合了轻量级骨干网络PPLCNet、SSLD预训练权重、EDA数据增强策略、SKL-UGI知识蒸馏策略、SHAS超参数搜索策略，得到精度高、速度快、易于部署的二分类模型。
------
## 目录
- [1. 环境配置](#1)
- [2. 有人/无人场景推理预测](#2)
- [2.1 下载模型](#2.1)
- [2.2 模型推理预测](#2.2)
- [2.2.1 预测单张图像](#2.2.1)
- [2.2.2 基于文件夹的批量预测](#2.2.2)
- [3.有人/无人场景训练](#3)
- [3.1 数据准备](#3.1)
- [3.2 模型训练](#3.2)
- [3.2.1 基于默认超参数训练](#3.2.1)
- [3.2.1.1 基于默认超参数训练轻量级模型](#3.2.1.1)
- [3.2.1.2 基于默认超参数训练教师模型](#3.2.1.2)
- [3.2.1.3 基于默认超参数进行蒸馏训练](#3.2.1.3)
- [3.2.2 超参数搜索训练](#3.2)
- [4. 模型评估与推理](#4)
- [4.1 模型评估](#3.1)
- [4.2 模型预测](#3.2)
- [4.3 使用 inference 模型进行推理](#4.3)
- [4.3.1 导出 inference 模型](#4.3.1)
- [4.3.2 模型推理预测](#4.3.2)
<a name="1"></a>
## 1. 环境配置
* 安装：请先参考 [Paddle 安装教程](../installation/install_paddle.md) 以及 [PaddleClas 安装教程](../installation/install_paddleclas.md) 配置 PaddleClas 运行环境。
<a name="2"></a>
## 2. 有人/无人场景推理预测
<a name="2.1"></a>
### 2.1 下载模型
* 进入 `deploy` 运行目录。
```
cd deploy
```
下载有人/无人分类的模型。
```
mkdir models
cd models
# 下载inference 模型并解压
wget https://paddleclas.bj.bcebos.com/models/PULC/person_cls_infer.tar && tar -xf person_cls_infer.tar
```
解压完毕后，`models` 文件夹下应有如下文件结构：
```
├── person_cls_infer
│ ├── inference.pdiparams
│ ├── inference.pdiparams.info
│ └── inference.pdmodel
```
<a name="2.2"></a>
### 2.2 模型推理预测
<a name="2.2.1"></a>
#### 2.2.1 预测单张图像
返回 `deploy` 目录：
```
cd ../
```
运行下面的命令，对图像 `./images/PULC/person/objects365_02035329.jpg` 进行有人/无人分类。
```shell
# 使用下面的命令使用 GPU 进行预测
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person/inference_person_cls.yaml -o PostProcess.ThreshOutput.threshold=0.9794
# 使用下面的命令使用 CPU 进行预测
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person/inference_person_cls.yaml -o PostProcess.ThreshOutput.threshold=0.9794 -o Global.use_gpu=False
```
输出结果如下。
```
objects365_02035329.jpg: class id(s): [1], score(s): [1.00], label_name(s): ['someone']
```
**备注：** 真实场景中往往需要在假正类率（Fpr）小于某一个指标下求真正类率（Tpr），该场景中的`val`数据集在千分之一Fpr下得到的最佳Tpr所得到的阈值为`0.9794`，故此处的`threshold`为`0.9794`。该阈值的确定方法可以参考[3.2节](#3.2)
<a name="2.2.2"></a>
#### 2.2.2 基于文件夹的批量预测
如果希望预测文件夹内的图像，可以直接修改配置文件中的 `Global.infer_imgs` 字段，也可以通过下面的 `-o` 参数修改对应的配置。
```shell
# 使用下面的命令使用 GPU 进行预测，如果希望使用 CPU 预测，可以在命令后面添加 -o Global.use_gpu=False
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person/inference_person_cls.yaml -o Global.infer_imgs="./images/PULC/person/"
```
终端中会输出该文件夹内所有图像的分类结果，如下所示。
```
objects365_01780782.jpg: class id(s): [0], score(s): [1.00], label_name(s): ['nobody']
objects365_02035329.jpg: class id(s): [1], score(s): [1.00], label_name(s): ['someone']
```
其中，`someone` 表示该图里存在人，`nobody` 表示该图里不存在人。
<a name="3"></a>
## 3.有人/无人场景训练
<a name="3.1"></a>
### 3.1 数据准备
进入 PaddleClas 目录。
```
cd path_to_PaddleClas
```
进入 `dataset/` 目录，下载并解压有人/无人场景的数据。
```shell
cd dataset
wget https://paddleclas.bj.bcebos.com/data/cls_demo/person.tar
tar -xf person.tar
cd ../
```
执行上述命令后，`dataset/`下存在`person`目录，该目录中具有以下数据：
```
├── train
│   ├── 000000000009.jpg
│   ├── 000000000025.jpg
...
├── val
│   ├── objects365_01780637.jpg
│   ├── objects365_01780640.jpg
...
├── ImageNet_val
│   ├── ILSVRC2012_val_00000001.JPEG
│   ├── ILSVRC2012_val_00000002.JPEG
...
├── train_list.txt
├── train_list.txt.debug
├── train_list_for_distill.txt
├── val_list.txt
└── val_list.txt.debug
```
其中`train/`和`val/`分别为训练集和验证集。`train_list.txt`和`val_list.txt`分别为训练集和验证集的标签文件，`train_list.txt.debug`和`val_list.txt.debug`分别为训练集和验证集的`debug`标签文件，其分别是`train_list.txt`和`val_list.txt`的子集，用该文件可以快速体验本案例的流程。`ImageNet_val/`是ImageNet的验证集，该集合和`train`集合的混合数据用于本案例的`SKL-UGI知识蒸馏策略`，对应的训练标签文件为`train_list_for_distill.txt`。
* **注意**:
* 本案例中所使用的所有数据集均为开源数据，`train`集合为[MS-COCO数据](https://cocodataset.org/#overview)的训练集的子集，`val`集合为[Object365数据](https://www.objects365.org/overview.html)的训练集的子集，`ImageNet_val`为[ImageNet数据](https://www.image-net.org/)的验证集。数据集的筛选流程可以参考[有人/无人场景数据集筛选方法]()。
<a name="3.2"></a>
### 3.2 模型训练
<a name="3.2.1"></a>
#### 3.2.1 基于默认超参数训练
<a name="3.2.1.1"></a>
##### 3.2.1.1 基于默认超参数训练轻量级模型
在`ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml`中提供了基于该场景的训练配置，可以通过如下脚本启动训练：
```shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
python3 -m paddle.distributed.launch \
--gpus="0,1,2,3" \
tools/train.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml
```
验证集的最佳指标在0.94-0.95之间（数据集较小，容易造成波动）。
**备注：**
* 此时使用的指标为Tpr，该指标描述了在假正类率（Fpr）小于某一个指标时的真正类率（Tpr），是产业中二分类问题常用的指标之一。在本案例中，Fpr为千分之一。关于Fpr和Tpr的更多介绍，可以参考[这里](https://baike.baidu.com/item/AUC/19282953)。
* 在eval时，会打印出来当前最佳的TprAtFpr指标，具体地，其会打印当前的`Fpr`、`Tpr`值，以及当前的`threshold`值，`Tpr`值反映了在当前`Fpr`值下的召回率，该值越高，代表模型越好。`threshold` 表示当前最佳`Fpr`所对应的分类阈值，可用于后续模型部署落地等。
<a name="3.2.1.2"></a>
##### 3.2.1.2 基于默认超参数训练教师模型
复用`ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml`中的超参数，训练教师模型，训练脚本如下：
```shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
python3 -m paddle.distributed.launch \
--gpus="0,1,2,3" \
tools/train.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Arch.name=ResNet101_vd
```
验证集的最佳指标为0.96-0.98之间，当前教师模型最好的权重保存在`output/ResNet101_vd/best_model.pdparams`。
<a name="3.2.1.3"></a>
##### 3.2.1.3 基于默认超参数进行蒸馏训练
配置文件`ppcls/configs/PULC/PULC/Distillation/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml`提供了`SKL-UGI知识蒸馏策略`的配置。该配置将`ResNet101_vd`当作教师模型，`PPLCNet_x1_0`当作学生模型，使用ImageNet数据集的验证集作为新增的无标签数据。训练脚本如下：
```shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
python3 -m paddle.distributed.launch \
--gpus="0,1,2,3" \
tools/train.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person/Distillation/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml \
-o Arch.models.0.Teacher.pretrained=output/ResNet101_vd/best_model
```
验证集的最佳指标为0.95-0.97之间，当前模型最好的权重保存在`output/DistillationModel/best_model_student.pdparams`。
<a name="3.2.2"></a>
#### 3.2.2 超参数搜索训练
[3.2 小节](#3.2) 提供了在已经搜索并得到的超参数上进行了训练，此部分内容提供了搜索的过程，此过程是为了得到更好的训练超参数。
* 搜索运行脚本如下：
```shell
python tools/search_strategy.py -c ppcls/configs/StrategySearch/person.yaml
```
在`ppcls/configs/StrategySearch/person.yaml`中指定了具体的 GPU id 号和搜索配置, 默认搜索的训练日志和模型存放于`output/search_person`中，最终的蒸馏模型存放于`output/search_person/search_res/DistillationModel/best_model_student.pdparams`。
* **注意**:
* 3.1小节提供的默认配置已经经过了搜索，所以此过程不是必要的过程，如果自己的训练数据集有变化，可以尝试此过程。
* 此过程基于当前数据集在 V100 4 卡上大概需要耗时 10 小时，如果缺少机器资源，希望体验搜索过程，可以将`ppcls/configs/cls_demo/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0_search.yaml`中的`train_list.txt`和`val_list.txt`分别替换为`train_list.txt.debug`和`val_list.txt.debug`。替换list只是为了加速跑通整个搜索过程，由于数据量较小，其搜素的结果没有参考性。另外，搜索空间可以根据当前的机器资源来调整，如果机器资源有限，可以尝试缩小搜索空间，如果机器资源较充足，可以尝试扩大搜索空间。
* 如果此过程搜索的得到的超参数与[3.2.1小节](#3.2.1)提供的超参数不一致，主要是由于训练数据较小造成的波动导致，可以忽略。
<a name="4"></a>
## 4. 模型评估与推理
<a name="4.1"></a>
### 4.1 模型评估
训练好模型之后，可以通过以下命令实现对模型指标的评估。
```bash
python3 tools/eval.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Global.pretrained_model="output/DistillationModel/best_model_student"
```
<a name="4.2"></a>
### 4.2 模型预测
模型训练完成之后，可以加载训练得到的预训练模型，进行模型预测。在模型库的 `tools/infer.py` 中提供了完整的示例，只需执行下述命令即可完成模型预测：
```python
python3 tools/infer.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Infer.infer_imgs=./dataset/person/val/objects365_01780637.jpg \
-o Global.pretrained_model=output/DistillationModel/best_model_student \
-o Global.pretrained_model=Infer.PostProcess.threshold=0.9794
```
输出结果如下：
```
[{'class_ids': [0], 'scores': [0.9878496769815683], 'label_names': ['nobody'], 'file_name': './dataset/person/val/objects365_01780637.jpg'}]
```
**备注：** 这里的`Infer.PostProcess.threshold`的值需要根据实际场景来确定，此处的`0.9794`是在该场景中的`val`数据集在千分之一Fpr下得到的最佳Tpr所得到的。
<a name="4.3"></a>
### 4.3 使用 inference 模型进行推理
<a name="4.3.1"></a>
### 4.3.1 导出 inference 模型
通过导出 inference 模型，PaddlePaddle 支持使用预测引擎进行预测推理。接下来介绍如何用预测引擎进行推理：
首先，对训练好的模型进行转换：
```bash
python3 tools/export_model.py \
-c ./ppcls/configs/cls_demo/PULC/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Global.pretrained_model=output/DistillationModel/best_model_student \
-o Global.save_inference_dir=deploy/models/PPLCNet_x1_0_person
```
执行完该脚本后会在`deploy/models/`下生成`PPLCNet_x1_0_person`文件夹，该文件夹中的模型与 2.2 节下载的推理预测模型格式一致。
<a name="4.3.2"></a>
### 4.3.2 基于 inference 模型推理预测
推理预测的脚本为：
```
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person/inference_person_cls.yaml -o Global.inference_model_dir="models/PPLCNet_x1_0_person" -o PostProcess.ThreshOutput.threshold=0.9794
```
**备注：**
- 此处的`PostProcess.ThreshOutput.threshold`由eval时的最佳`threshold`来确定。
- 更多关于推理的细节，可以参考[2.2节](#2.2)。
docs/zh_CN/PULC/PULC_person_exists.md 0 → 100644
浏览文件 @ 06d8ad07
# PULC 有人/无人分类模型
此处提供了用户使用 PaddleClas 的 超轻量图像分类方案(PULC, Practical Ultra Lightweight Classification) 快速构建轻量级、高精度、可落地的有人/无人的分类模型教程，主要基于有人/无人场景的数据，融合了轻量级骨干网络 PPLCNet、SSLD 预训练权重、EDA 数据增强策略、SKL-UGI 知识蒸馏策略、SHAS 超参数搜索策略，得到精度高、速度快、易于部署的二分类模型。
------
## 目录
- [1. 应用场景介绍](#1)
- [2. 模型快速体验](#2)
- [2.1 PULC 有人/无人分类模型介绍](#2.1)
- [2.2 环境配置](#2.2)
- [2.3 模型推理预测](#2.3)
- [2.3.1 下载模型](#2.3.1)
- [2.3.2 模型推理预测](#2.3.2)
- [2.3.2.1 预测单张图像](#2.3.2.1)
- [2.3.2.2 基于文件夹的批量预测](#2.3.2.2)
- [3.PULC 有人/无人分类模型训练](#3)
- [3.1 数据准备](#3.1)
- [3.1.1 数据集来源](#3.1.1)
- [3.1.2 数据集获取](#3.1.2)
- [3.2 模型训练](#3.2)
- [3.2.1 基于默认超参数训练轻量级模型](#3.2.1)
- [3.2.2 基于默认超参数训练教师模型](#3.2.2)
- [3.2.3 基于默认超参数进行蒸馏训练](#3.2.3)
- [4. 模型评估与推理部署](#4)
- [4.1 模型评估](#4.1)
- [4.2 模型预测](#4.2)
- [4.3 使用 inference 模型进行推理](#4.3)
- [4.3.1 导出 inference 模型](#4.3.1)
- [4.3.2 基于 inference 模型 python 推理预测](#4.3.2)
- [4.3.3 基于 inference 模型 C++ 推理预测](#4.3.3)
- [4.4 基于 Paddle Serving 完成模型服务化部署](#4.4)
- [4.5 基于 Paddle Lite 完成模型端侧部署](#4.5)
<a name="1"></a>
## 1. 应用场景介绍
该案例提供了可以产出超轻量级二分类模型的方法。使用该方法训练得到的模型可以快速判断图片中是否有人，该模型可以广泛应用于如监控场景、人员进出管控场景、海量数据过滤场景等。
<a name="2"></a>
## 2. 模型快速体验
<a name="2.1"></a>
### 2.1 PULC 有人/无人分类模型介绍
下表列出了判断图片中是否有人的二分类模型的相关指标，其中，最后一行是根据 PULC 策略训练得到的模型，该模型与其他较大的模型相比，相同推理速度下拥有更高的精度，相同推理速度下拥有更高的精度。比如，与 SwinTransformer-tiny 相比，PULC 得到的模型相同在精度下，速度快 70+ 倍。训练方法和推理部署方法将在下面详细介绍。
| 模型 | 精度（%） | 延时（ms） | 存储（M） | 策略 |
|-------|-----------|----------|---------------|---------------|
| SwinTranformer_tiny | <b>95.69<b> | 175.52 | 107 | 使用ImageNet预训练模型 |
| MobileNetV3_large_x1_0 | <b>91.97<b> | 4.70 | 17 | 使用ImageNet预训练模型 |
| PPLCNet_x1_0 | <b>89.57<b> | 2.36 | 6.5 | 使用ImageNet预训练模型 |
| PPLCNet_x1_0 | <b>92.10<b> | 2.36 | 6.5 | 使用SSLD预训练模型 |
| PPLCNet_x1_0 | <b>93.43<b> | 2.36 | 6.5 | 使用SSLD预训练模型+EDA策略|
| <b>PPLCNet_x1_0<b> | <b>95.60<b> | 2.36 | 6.5 | 使用SSLD预训练模型+EDA策略+SKL-UGI知识蒸馏策略|
**备注：** 关于PPLCNet的介绍可以参考[PPLCNet介绍](../models/PP-LCNet.md)，相关论文可以查阅[PPLCNet paper](https://arxiv.org/abs/2109.15099)。
<a name="2.2"></a>
### 2.2 环境配置
* 安装：请先参考 [Paddle 安装教程](../installation/install_paddle.md) 以及 [PaddleClas 安装教程](../installation/install_paddleclas.md) 配置 PaddleClas 运行环境。
<a name="2.3"></a>
### 2.3 模型推理预测
<a name="2.3.1"></a>
#### 2.3.1 下载模型
* 进入 `deploy` 运行目录。
```
cd deploy
```
下载有人/无人分类的推理模型。
```
mkdir models
cd models
# 下载 inference 模型并解压
wget https://paddleclas.bj.bcebos.com/models/PULC/person_exists_infer.tar && tar -xf person_exists_infer.tar
```
解压完毕后，`models` 文件夹下应有如下文件结构：
```
├── person_exists_infer
│ ├── inference.pdiparams
│ ├── inference.pdiparams.info
│ └── inference.pdmodel
```
<a name="2.3.2"></a>
#### 2.3.2 模型推理预测
<a name="2.3.2.1"></a>
##### 2.3.2.1 预测单张图像
返回 `deploy` 目录：
```
cd ../
```
运行下面的命令，对图像 `./images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg` 进行有人/无人分类。
```shell
# 使用下面的命令使用 GPU 进行预测
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person_exists/inference_person_exists.yaml -o PostProcess.ThreshOutput.threshold=0.9794
# 使用下面的命令使用 CPU 进行预测
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person_exists/inference_person_exists.yaml -o PostProcess.ThreshOutput.threshold=0.9794 -o Global.use_gpu=False
```
输出结果如下。
```
objects365_02035329.jpg: class id(s): [1], score(s): [1.00], label_name(s): ['someone']
```
**备注：** 真实场景中往往需要在假正类率（Fpr）小于某一个指标下求真正类率（Tpr），该场景中的 `val` 数据集在千分之一 Fpr 下得到的最佳 Tpr 所得到的阈值为 `0.9794`，故此处的 `threshold` 为 `0.9794`。该阈值的确定方法可以参考[3.2.1节](#3.2.1)备注部分。
<a name="2.3.2.2"></a>
#### 2.3.2.2 基于文件夹的批量预测
如果希望预测文件夹内的图像，可以直接修改配置文件中的 `Global.infer_imgs` 字段，也可以通过下面的 `-o` 参数修改对应的配置。
```shell
# 使用下面的命令使用 GPU 进行预测，如果希望使用 CPU 预测，可以在命令后面添加 -o Global.use_gpu=False
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person_exists/inference_person_exists.yaml -o Global.infer_imgs="./images/PULC/person_exists/"
```
终端中会输出该文件夹内所有图像的分类结果，如下所示。
```
objects365_01780782.jpg: class id(s): [0], score(s): [1.00], label_name(s): ['nobody']
objects365_02035329.jpg: class id(s): [1], score(s): [1.00], label_name(s): ['someone']
```
其中，`someone` 表示该图里存在人，`nobody` 表示该图里不存在人。
<a name="3"></a>
## 3.PULC 有人/无人分类模型训练
<a name="3.1"></a>
### 3.1 数据准备
<a name="3.1.1"></a>
#### 3.1.1 数据集来源
本案例中所使用的所有数据集均为开源数据，`train` 集合为[MS-COCO 数据](https://cocodataset.org/#overview)的训练集的子集，`val` 集合为[Object365 数据](https://www.objects365.org/overview.html)的训练集的子集，`ImageNet_val` 为[ImageNet-1k 数据](https://www.image-net.org/)的验证集。
<a name="3.1.2"></a>
#### 3.1.2 数据集获取
在公开数据集的基础上经过后处理即可得到本案例需要的数据，具体处理方法如下：
- 训练集合，本案例处理了 MS-COCO 数据训练集的标注文件，如果某张图含有“人”的标签，且这个框的面积在整张图中的比例大于 10%，即认为该张图中含有人，如果某张图中没有“人”的标签，则认为该张图中不含有人。经过处理后，得到 92964 条可用数据，其中有人的数据有 39813 条，无人的数据 53151 条。
- 验证集合，从 Object365 数据中随机抽取一小部分数据，使用在 MS-COCO 上训练得到的较好的模型预测这些数据，将预测结果和数据的标注文件取交集，将交集的结果按照得到训练集的方法筛选出验证集合。经过处理后，得到 27820 条可用数据。其中有人的数据有 2255 条，无人的数据有 25565 条。
处理后的数据集部分数据可视化如下：
![](../../images/PULC/docs/person_exists_data_demo.png)
此处提供了经过上述方法处理好的数据，可以直接下载得到。
进入 PaddleClas 目录。
```
cd path_to_PaddleClas
```
进入 `dataset/` 目录，下载并解压有人/无人场景的数据。
```shell
cd dataset
wget https://paddleclas.bj.bcebos.com/data/PULC/person_exists.tar
tar -xf person_exists.tar
cd ../
```
执行上述命令后，`dataset/` 下存在 `person_exists` 目录，该目录中具有以下数据：
```
├── train
│   ├── 000000000009.jpg
│   ├── 000000000025.jpg
...
├── val
│   ├── objects365_01780637.jpg
│   ├── objects365_01780640.jpg
...
├── ImageNet_val
│   ├── ILSVRC2012_val_00000001.JPEG
│   ├── ILSVRC2012_val_00000002.JPEG
...
├── train_list.txt
├── train_list.txt.debug
├── train_list_for_distill.txt
├── val_list.txt
└── val_list.txt.debug
```
其中 `train/` 和 `val/` 分别为训练集和验证集。`train_list.txt` 和 `val_list.txt` 分别为训练集和验证集的标签文件，`train_list.txt.debug` 和 `val_list.txt.debug` 分别为训练集和验证集的 `debug` 标签文件，其分别是 `train_list.txt` 和 `val_list.txt` 的子集，用该文件可以快速体验本案例的流程。`ImageNet_val/` 是 ImageNet-1k 的验证集，该集合和 `train` 集合的混合数据用于本案例的 `SKL-UGI知识蒸馏策略`，对应的训练标签文件为 `train_list_for_distill.txt` 。关于如何得到蒸馏的标签可以参考[知识蒸馏标签获得](@ruoyu)。
<a name="3.2"></a>
### 3.2 模型训练
<a name="3.2.1"></a>
#### 3.2.1 基于默认超参数训练轻量级模型
在 `ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0.yaml` 中提供了基于该场景的训练配置，可以通过如下脚本启动训练：
```shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
python3 -m paddle.distributed.launch \
--gpus="0,1,2,3" \
tools/train.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0.yaml
```
验证集的最佳指标在 `0.94-0.95` 之间（数据集较小，容易造成波动）。
**备注：**
* 此时使用的指标为Tpr，该指标描述了在假正类率（Fpr）小于某一个指标时的真正类率（Tpr），是产业中二分类问题常用的指标之一。在本案例中，Fpr 为千分之一。关于 Fpr 和 Tpr 的更多介绍，可以参考[这里](https://baike.baidu.com/item/AUC/19282953)。
* 在eval时，会打印出来当前最佳的 TprAtFpr 指标，具体地，其会打印当前的 `Fpr`、`Tpr` 值，以及当前的 `threshold`值，`Tpr` 值反映了在当前 `Fpr` 值下的召回率，该值越高，代表模型越好。`threshold` 表示当前最佳 `Fpr` 所对应的分类阈值，可用于后续模型部署落地等。
<a name="3.2.2"></a>
#### 3.2.2 基于默认超参数训练教师模型
复用 `ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml` 中的超参数，训练教师模型，训练脚本如下：
```shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
python3 -m paddle.distributed.launch \
--gpus="0,1,2,3" \
tools/train.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Arch.name=ResNet101_vd
```
验证集的最佳指标为 `0.96-0.98` 之间，当前教师模型最好的权重保存在 `output/ResNet101_vd/best_model.pdparams`。
<a name="3.2.3"></a>
#### 3.2.3 基于默认超参数进行蒸馏训练
配置文件`ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml`提供了`SKL-UGI知识蒸馏策略`的配置。该配置将`ResNet101_vd`当作教师模型，`PPLCNet_x1_0`当作学生模型，使用ImageNet数据集的验证集作为新增的无标签数据。训练脚本如下：
```shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
python3 -m paddle.distributed.launch \
--gpus="0,1,2,3" \
tools/train.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml \
-o Arch.models.0.Teacher.pretrained=output/ResNet101_vd/best_model
```
验证集的最佳指标为 `0.95-0.97` 之间，当前模型最好的权重保存在 `output/DistillationModel/best_model_student.pdparams`。
**备注：**
* 此时的默认超参数是经过`SHAS超参数搜索策略`得到的，关于此部分内容，可以参考[SHAS 超参数搜索策略](#TODO待添加链接)。
<a name="4"></a>
## 4. 模型评估与推理部署
<a name="4.1"></a>
### 4.1 模型评估
训练好模型之后，可以通过以下命令实现对模型指标的评估。
```bash
python3 tools/eval.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Global.pretrained_model="output/DistillationModel/best_model_student"
```
<a name="4.2"></a>
### 4.2 模型预测
模型训练完成之后，可以加载训练得到的预训练模型，进行模型预测。在模型库的 `tools/infer.py` 中提供了完整的示例，只需执行下述命令即可完成模型预测：
```python
python3 tools/infer.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Global.pretrained_model=output/DistillationModel/best_model_student \
-o Global.pretrained_model=Infer.PostProcess.threshold=0.9794
```
输出结果如下：
```
[{'class_ids': [0], 'scores': [0.9878496769815683], 'label_names': ['nobody'], 'file_name': './dataset/person_exists/val/objects365_01780637.jpg'}]
```
**备注：**
* 默认是对 `deploy/images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg` 进行预测，此处也可以通过增加字段 `-o Infer.infer_imgs=xxx` 对其他图片预测。
* 这里的 `Infer.PostProcess.threshold` 的值需要根据实际场景来确定，此处的 `0.9794` 是在该场景中的 `val` 数据集在千分之一 Fpr 下得到的最佳 Tpr 所得到的。
<a name="4.3"></a>
### 4.3 使用 inference 模型进行推理
<a name="4.3.1"></a>
### 4.3.1 导出 inference 模型
通过导出 inference 模型，PaddlePaddle 支持使用预测引擎进行预测推理。接下来介绍如何用预测引擎进行推理：
首先，对训练好的模型进行转换：
```bash
python3 tools/export_model.py \
-c ./ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0.yaml \
-o Global.pretrained_model=output/DistillationModel/best_model_student \
-o Global.save_inference_dir=deploy/models/PPLCNet_x1_0_person_exists_infer
```
执行完该脚本后会在 `deploy/models/` 下生成 `PPLCNet_x1_0_person_exists_infer` 文件夹，该文件夹中的模型与 [2.3 节](#2.3)下载的推理预测模型格式一致。
<a name="4.3.2"></a>
### 4.3.2 基于 inference 模型 python 推理预测
推理预测的脚本为：
```
python3.7 python/predict_cls.py -c configs/PULC/person_exists/inference_person_exists.yaml -o Global.inference_model_dir="models/PPLCNet_x1_0_person_exists_infer" -o PostProcess.ThreshOutput.threshold=0.9794
```
**备注：**
- 此处的 `PostProcess.ThreshOutput.threshold` 由eval时的最佳 `threshold` 来确定。
- 更多关于推理的细节，可以参考[2.3节](#2.3)。
<a name="4.3.3"></a>
### 4.3.3 基于 inference 模型 C++ 推理预测
PaddleClas 提供了 C++ 推理预测的示例，您可以参考[服务器端 C++ 预测](../inference_deployment/cpp_deploy.md)来完成相应的推理部署。如果您使用的是Windows平台，可以参考[基于 Visual Studio 2019 Community CMake 编译指南](inference_deployment/cpp_deploy_on_windows.md)完成相应的预测库编译和模型预测工作。
<a name="4.4"></a>
### 4.4 基于 Paddle Serving 完成模型服务化部署
PaddleClas 提供了基于 Paddle Serving 来完成模型服务化部署的示例，您可以参考[模型服务化部署](../inference_deployment/paddle_serving_deploy.md)来完成相应的部署工作。
<a name="4.5"></a>
### 4.5 基于 Paddle Lite 完成模型端侧部署
PaddleClas 提供了基于 Paddle Lite 来完成模型端侧部署的示例，您可以参考[端侧部署](../inference_deployment/paddle_lite_deploy.md)来
完成相应的部署工作。
ppcls/configs/PULC/person/OtherModels/MobileNetV3_large_x1_0.yaml → ppcls/configs/PULC/person_exists/MobileNetV3_large_x1_0.yaml
浏览文件 @ 06d8ad07
......@@ -113,7 +113,7 @@ DataLoader:
use_shared_memory: True
Infer:
infer_imgs: docs/images/inference_deployment/whl_demo.jpg
infer_imgs: deploy/images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg
batch_size: 10
transforms:
- DecodeImage:
......
ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0.yaml → ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0.yaml
浏览文件 @ 06d8ad07
......@@ -119,7 +119,7 @@ DataLoader:
use_shared_memory: True
Infer:
infer_imgs: docs/images/inference_deployment/whl_demo.jpg
infer_imgs: deploy/images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg
batch_size: 10
transforms:
- DecodeImage:
......
ppcls/configs/PULC/person/Distillation/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml → ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml
浏览文件 @ 06d8ad07
......@@ -135,7 +135,7 @@ DataLoader:
use_shared_memory: True
Infer:
infer_imgs: docs/images/inference_deployment/whl_demo.jpg
infer_imgs: deploy/images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg
batch_size: 10
transforms:
- DecodeImage:
......
ppcls/configs/PULC/person/PPLCNet/PPLCNet_x1_0_search.yaml → ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0_search.yaml
浏览文件 @ 06d8ad07
......@@ -119,7 +119,7 @@ DataLoader:
use_shared_memory: True
Infer:
infer_imgs: docs/images/inference_deployment/whl_demo.jpg
infer_imgs: deploy/images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg
batch_size: 10
transforms:
- DecodeImage:
......
ppcls/configs/PULC/person/OtherModels/SwinTransformer_tiny_patch4_window7_224.yaml → ppcls/configs/PULC/person_exists/SwinTransformer_tiny_patch4_window7_224.yaml
浏览文件 @ 06d8ad07
......@@ -136,7 +136,7 @@ DataLoader:
use_shared_memory: True
Infer:
infer_imgs: docs/images/inference_deployment/whl_demo.jpg
infer_imgs: deploy/images/PULC/person_exists/objects365_02035329.jpg
batch_size: 10
transforms:
- DecodeImage:
......
ppcls/configs/PULC/person_exists/search.yaml 0 → 100644
浏览文件 @ 06d8ad07
base_config_file: ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0_search.yaml
distill_config_file: ppcls/configs/PULC/person_exists/PPLCNet_x1_0_distillation.yaml
gpus: 0,1,2,3
output_dir: output/search_person_cls
search_times: 1
search_dict:
- search_key: lrs
replace_config:
- Optimizer.lr.learning_rate
search_values: [0.0075, 0.01, 0.0125]
- search_key: resolutions
replace_config:
- DataLoader.Train.dataset.transform_ops.1.RandCropImage.size
- DataLoader.Train.dataset.transform_ops.3.TimmAutoAugment.img_size
search_values: [176, 192, 224]
- search_key: ra_probs
replace_config:
- DataLoader.Train.dataset.transform_ops.3.TimmAutoAugment.prob
search_values: [0.0, 0.1, 0.5]
- search_key: re_probs
replace_config:
- DataLoader.Train.dataset.transform_ops.5.RandomErasing.EPSILON
search_values: [0.0, 0.1, 0.5]
- search_key: lr_mult_list
replace_config:
- Arch.lr_mult_list
search_values:
- [0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0]
- [0.0, 0.4, 0.4, 0.8, 0.8, 1.0]
- [1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0]
teacher:
rm_keys:
- Arch.lr_mult_list
search_values:
- ResNet101_vd
- ResNet50_vd
final_replace:
Arch.lr_mult_list: Arch.models.1.Student.lr_mult_list
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