【AI达人特训营第三期】：PaddleSeg助力自动驾驶场景分割

本文介绍基于ADE20K数据集，用PaddleSeg工具进行场景解析的过程。先解压相关套件与数据集，加载并预处理数据。选用GCnet模型，其简化注意力机制高效，还提及KNet等其他算法及两种分割方式的优劣。训练后，GCnet在mIoU、耗时和模型大小上优于Upernet，最后分享了调参等经验。

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一、项目背景介绍

ADE20K数据集来源

场景解析是将图像分割并解析为与语义类别相关联的不同图像区域，例如天空、道路、人和床。MIT Scene Parsing Benchmark (SceneParse150) 为场景解析算法提供了一个标准的训练和评估平台。本次基准测试的数据来自ADE20K Dataset 其中包含超过 20K 个以场景为中心的图像，并用对象和对象部分进行了详尽的注释。具体来说，基准分为 20K 图像用于训练，2K 图像用于验证，以及另一批留出图像用于测试。共有 150 个语义类别用于评估，其中包括天空、道路、草地以及人、车、床等离散对象。请注意，图像中出现的对象分布不均匀，模仿了日常场景中更自然的对象出现。

对于每张图像，分割算法将生成一个语义分割掩码，预测图像中每个像素的语义类别。算法的性能将根据像素精度的平均值和所有 150 个语义类别的平均交并比 (IoU) 进行评估。

基准中的数据已被用于与ILSVRC’16联合举办的Scene Parsing Challenge 2016和与 COCO Challenge 联合举办的Places Challenge 2017 。场景解析演示可用。场景解析的预训练模型和demo代码发布。

二、准备工作

2.1、使用paddleseg配置文件开发

参考：20分钟快速上手PaddleSeg

也可参考官方aistudio：10分钟上手PaddleSeg

In [1]

# 这里准备好了paddleseg套件,直接解压即可!unzip -oq /home/aistudio/data/data201976/PaddleSeg.zip -d /home/aistudio/work/

2.2、解压数据集

In [2]

!unzip -oq /home/aistudio/data/data26423/ade20k.zip -d /home/aistudio/work/dataset/

2.3、加载数据集

由于peddseg封装的非常完美，使得我们可以简单快速高效地在低代码下进行数据的加载、模型训练和模型验证等，只需修改好相关配置文件就行

数据集的加载和预处理在/home/aistudio/work/PaddleSeg/configs/base/ade20k.yml

三、模型训练

3.1、模型和backbone的选取

这里选用的模型是GCnet

一张图片中各个像素点间的关系，特别是长距离像素点间的关系对各种视觉任务非常重要。这种关系可以通过传统的堆叠卷积层的方法获得，但是往往效率低下。Non-local网络通过自注意力机制解决了这个问题。但是对于图片来说，作者通过实验发现，每个像素点的全局特征图基本都是一样的，如图1所示，其中红点是要计算的目标点。基于此，就没有必要计算每个点的全局特征图了。所以，作者就提出了一种比non-local的方法效果好但是计算量小的多的简化的注意力机制模块。

图1 non-local方法计算的红色点的注意力特征图

Non-local的计算方法有多种，包括高斯、嵌入式高斯、点积和拼接。GCNet采用了嵌入式高斯的方法，这也是通常使用的方法。GCNet模块的实现细节示意图如图2所示。其中，图2中的a表示GCNet模块的流程图，图2中的b表示简化版的non-local模块示意图，图2中的c表示GCNet模块示意图。可以看出，GCNet模块是简化版的non-local和SE模块机制的结合。

图2 GCNet模块实现细节示意图

详细模型信息可前往/home/aistudio/work/PaddleSeg/models/gcnet.py查看代码细节

配置文件为/home/aistudio/work/PaddleSeg/configs/gcnet/gcnet_resnet50_os8_voc12aug_512x512_40k.yml

backbone为经典的resnet50_vd

在paperwithcode网站上，可看出gcnet在Instance Segmentation on COCO test-dev上mask_AP高达45.4，算是比较不错的算法

3.2、浅谈一下其他算法

3.2.1、KNet：

KNet 是基于卷积神经网络的语义分割算法，它使用了 U-Net 架构，并添加了 skip connections 和 deep supervision。KNet 的输入是一张图像，输出是该图像中每个像素的类别标签。KNet 的训练过程通常采用交叉熵损失函数和随机梯度下降优化算法。

优点：KNet 具有较高的准确性，尤其是在处理小物体和复杂背景时表现出色。 KNet 的架构设计简单明了，易于理解和实现。 KNet 适用于不同的图像分割任务，包括医学图像分割、自然图像分割等。

缺点：KNet 的计算复杂度较高，需要较多的计算资源。 KNet 对输入图像的大小和分辨率较为敏感，需要进行图像尺度归一化等预处理操作。 KNet 在处理遮挡、遮蔽和不规则形状等问题时可能会出现误差。

3.2.2、MaskFormer：

MaskFormer 是一种基于 Transformer 的语义分割算法，它使用自注意力机制来捕捉图像中的长距离依赖关系，并将它们与局部特征结合起来。MaskFormer 的输入是一张图像，输出是该图像中每个像素的掩码。MaskFormer 的训练过程通常采用二进制交叉熵损失函数和 Adam 优化算法。

优点：MaskFormer 具有很高的准确性，并且在处理遮挡、遮蔽和不规则形状等问题时表现出色。 MaskFormer 的训练速度比较快，可以在大规模数据集上进行训练。 MaskFormer 的掩码输出可以用于不同的分割任务，包括实例分割和语义分割等。

缺点：MaskFormer 的计算复杂度较高，需要更多的计算资源。 MaskFormer 对输入图像的大小和分辨率较为敏感，需要进行图像尺度归一化等预处理操作。

3.2.3、UperNet：

UperNet 是一种基于 Encoder-Decoder 结构的语义分割算法，它使用多尺度特征融合来提高分割的准确性。UperNet 的输入是一张图像，输出是该图像中每个像素的类别标签。UperNet 的训练过程通常采用交叉熵损失函数和随机梯降优化算法。

优点：UperNet 具有较高的准确性，并且在处理遮挡和不规则形状等问题时表现出色。 UperNet 的计算复杂度较低，速度相对较快。 UperNet 的架构设计灵活多样，可以通过增加或减少层数、调整通道数等方式进行优化。

缺点：UperNet 在处理大量遮挡和遮蔽等问题时可能会出现误差。 UperNet 的特征融合过程可能导致信息损失，影响分割准确性。 UperNet 的多尺度特征融合需要对输入图像进行多次下采样和上采样，会降低分辨率和精度。

综上所述，KNet、MaskFormer 和 UperNet 都是在图像分割任务中广泛应用的算法，每种算法都有自己的优点和缺点。选择合适的算法应该考虑具体的应用场景和任务需求，以达到最佳的分割效果和性能。

3.2.4、逐像素分割和逐 mask分割各自优缺点

逐像素分割和逐 mask 分割是两种常用的图像分割方法。

逐像素分割，也称为全像素分割，是将图像中的每个像素点分配到不同的目标类别中，即对于每个像素点都需要进行分类，得到像素级别的分割结果。逐像素分割的优点在于可以获取像素级别的分割结果，可以更精细地刻画目标的形状和轮廓，对于目标尺寸小、形状复杂的情况有较好的表现。但是逐像素分割也有缺点，首先是计算复杂度较高，需要处理大量的像素点；其次是容易受到噪声的干扰，对噪声敏感，因此需要进行去噪等预处理。

逐 mask 分割，也称为实例分割，是将图像中的每个目标实例分配到不同的目标类别中，即将同一目标的所有像素点分配到同一个类别中，得到实例级别的分割结果。逐 mask 分割的优点在于可以获取目标实例级别的分割结果，对于目标尺寸较大、形状简单的情况有较好的表现，同时也不容易受到噪声的影响。但是逐 mask 分割也有缺点，首先是无法区分同一类别中的不同实例，其次是无法捕捉目标的细节信息，对于目标尺寸小、形状复杂的情况表现较差。

综上所述，逐像素分割和逐 mask 分割各自有其优点和缺点，选择合适的分割方法需要考虑目标尺寸、形状、数量、噪声等因素，以及任务的具体需求，如是否需要实例级别的分割结果。

3.2.5、总体而言

选择适合特定应用场景的分割算法非常重要。如果需要高准确性且有足够的计算资源，则 KNet 和 MaskFormer 是不错的选择。如果需要在时间和计算资源上更加高效，则可以选择 UperNet。另外，如果处理的图像中包含大量的遮挡、遮蔽或不规则形状，则 MaskFormer 可能是更好的选择。

在逐像素分割和逐 mask 分割方面，逐像素分割通常更加准确，但计算复杂度和速度较慢。逐 mask 分割可以更好地区分不同的实例，但可能会存在实例重叠的情况，且由于需要生成掩码，速度也会较慢。

综上所述，应根据具体的应用场景和需求来选择适合的分割算法和分割方式。

3.3、开始训练

In [ ]

%cd /home/aistudio/work/PaddleSeg!python train.py        --config configs/gcnet/gcnet_resnet50_os8_voc12aug_512x512_40k.yml        --do_eval        --use_vdl        --save_interval 1000        --save_dir output1# --config指定配置文件。# --save_interval指定每训练特定轮数后，就进行一次模型保存或者评估（如果开启模型评估）。# --do_eval开启模型评估。具体而言，在训练save_interval指定的轮数后，会进行模型评估。# --use_vdl开启写入VisualDL日志信息，用于VisualDL可视化训练过程。# --save_dir指定模型和visualdl日志文件的保存根路径。

3.4、数据模型可视化

3.5、补充一下Upernet模型

In [ ]

%cd /home/aistudio/work/PaddleSeg!python train.py        --config configs/upernet/upernet_resnet101_os8_cityscapes_512x1024_40k.yml        --do_eval        --use_vdl        --save_interval 1000        --save_dir output2     #    --resume_model output2/iter_8000  # --resume_model 恢复训练# 配置文件位置为/home/aistudio/work/PaddleSeg/configs/upernet/upernet_resnet101_os8_cityscapes_512x1024_40k.yml

Upernet训练过程可视化

四、模型验证

笔者在/home/aistudio/work/PaddleSeg/output1/best_model下准备了GCNet的best_model,直接运行以下代码块即可查看效果

In [2]

%cd /home/aistudio/work/PaddleSeg!python val.py        --config configs/gcnet/gcnet_resnet50_os8_voc12aug_512x512_40k.yml        --model_path output1/best_model/model.pdparams 

/home/aistudio/work/PaddleSeg2023-03-24 08:26:55 [INFO]---------------Config Information---------------batch_size: 13iters: 20000loss:  coef:  - 1  - 0.4  types:  - type: CrossEntropyLosslr_scheduler:  decay_steps: 10000  end_lr: 1.0e-06  learning_rate: 0.0001  power: 0.9  type: PolynomialDecay  warmup_iters: 50  warmup_start_lr: 1.6e-06model:  align_corners: false  backbone:    output_stride: 8    pretrained: https://bj.bcebos.com/paddleseg/dygraph/resnet50_vd_ssld_v2.tar.gz    type: ResNet50_vd  enable_auxiliary_loss: true  gc_channels: 512  pretrained: null  ratio: 0.25  type: GCNetoptimizer:  beta1: 0.9  beta2: 0.999  type: AdamW  weight_decay: 0.05train_dataset:  dataset_root: /home/aistudio/work/dataset/ADEChallengeData2016/  mode: train  transforms:  - max_scale_factor: 2.0    min_scale_factor: 0.5    scale_step_size: 0.25    type: ResizeStepScaling  - crop_size:    - 512    - 512    type: RandomPaddingCrop  - type: RandomHorizontalFlip  - brightness_range: 0.4    contrast_range: 0.4    saturation_range: 0.4    type: RandomDistort  - type: Normalize  type: ADE20Kval_dataset:  dataset_root: /home/aistudio/work/dataset/ADEChallengeData2016/  mode: val  transforms:  - type: Normalize  type: ADE20K------------------------------------------------W0324 08:26:55.128404  3109 gpu_resources.cc:61] Please NOTE: device: 0, GPU Compute Capability: 7.0, Driver API Version: 11.2, Runtime API Version: 11.2W0324 08:26:55.128458  3109 gpu_resources.cc:91] device: 0, cuDNN Version: 8.2.2023-03-24 08:26:56 [INFO]Loading pretrained model from https://bj.bcebos.com/paddleseg/dygraph/resnet50_vd_ssld_v2.tar.gzConnecting to https://bj.bcebos.com/paddleseg/dygraph/resnet50_vd_ssld_v2.tar.gzDownloading resnet50_vd_ssld_v2.tar.gz[==================================================] 100.00%Uncompress resnet50_vd_ssld_v2.tar.gz[==================================================] 100.00%2023-03-24 08:27:06 [INFO]There are 275/275 variables loaded into ResNet_vd.2023-03-24 08:27:06 [INFO]Loading pretrained model from output1/best_model/model.pdparams2023-03-24 08:27:06 [INFO]There are 311/311 variables loaded into GCNet.2023-03-24 08:27:06 [INFO]Loaded trained params of model successfully2023-03-24 08:27:06 [INFO]Start evaluating (total_samples: 2000, total_iters: 2000)...2000/2000 [==============================] - 150s 75ms/step - batch_cost: 0.0749 - reader cost: 2.2674e-042023-03-24 08:29:37 [INFO][EVAL] #Images: 2000 mIoU: 0.4060 Acc: 0.7891 Kappa: 0.7733 Dice: 0.54502023-03-24 08:29:37 [INFO][EVAL] Class IoU: [0.7124 0.8008 0.9313 0.7649 0.7004 0.7802 0.7785 0.8228 0.5516 0.6548 0.5171 0.5712 0.7614 0.3339 0.3057 0.4794 0.5427 0.4586 0.6691 0.4856 0.8022 0.4848 0.598  0.5627 0.3497 0.4863 0.4897 0.4337 0.4701 0.2799 0.347  0.5287 0.3518 0.3859 0.42   0.3769 0.5323 0.6636 0.2801 0.4832 0.1924 0.1725 0.4099 0.3104 0.3519 0.2163 0.3782 0.6042 0.539  0.6257 0.5381 0.401  0.1217 0.2473 0.6241 0.4786 0.8794 0.458  0.4401 0.2717 0.1967 0.5515 0.2755 0.2419 0.4676 0.758  0.2995 0.3691 0.05   0.3994 0.4922 0.6181 0.4712 0.2761 0.5462 0.3593 0.4183 0.4103 0.5348 0.3811 0.6988 0.5173 0.3753 0.1949 0.3953 0.5977 0.171  0.1695 0.2836 0.6271 0.5258 0.0745 0.3111 0.1573 0.0004 0.0924 0.2422 0.3383 0.19   0.4618 0.0716 0.0486 0.3279 0.6406 0.2951 0.5686 0.1721 0.6494 0.2546 0.4074 0.3229 0.1346 0.2477 0.5765 0.8193 0.1123 0.601  0.7063 0.2151 0.3593 0.5408 0.0423 0.2745 0.1847 0.4372 0.2888 0.512  0.4712 0.0009 0.4836 0.6393 0.0429 0.3087 0.3261 0.1744 0.2856 0.2329 0.0178 0.3722 0.4944 0.4709 0.0724 0.444  0.021  0.4145 0.0017 0.4981 0.1145 0.1682 0.2814]2023-03-24 08:29:37 [INFO][EVAL] Class Precision: [0.8119 0.8695 0.962  0.8547 0.7814 0.8793 0.8997 0.8753 0.7011 0.7864 0.7353 0.6727 0.8435 0.5302 0.6102 0.6638 0.7082 0.7214 0.7994 0.6683 0.8769 0.6835 0.7093 0.6884 0.5274 0.6138 0.5585 0.6761 0.7636 0.393 0.5105 0.6331 0.5877 0.5448 0.5405 0.4941 0.7326 0.7843 0.4651 0.6829 0.359  0.4159 0.6445 0.567  0.5198 0.5016 0.5896 0.7959 0.6443 0.7543 0.6547 0.444  0.3063 0.599  0.6497 0.5739 0.9083 0.7014 0.5525 0.4622 0.3538 0.684  0.4142 0.688  0.5741 0.8462 0.5175 0.5607 0.1598 0.6991 0.6164 0.7631 0.6411 0.3225 0.7192 0.4976 0.5331 0.6106 0.7578 0.542 0.7403 0.7045 0.7159 0.3659 0.753  0.7415 0.4658 0.443  0.6463 0.753 0.7322 0.1231 0.513  0.4166 0.0036 0.3219 0.5174 0.5526 0.4577 0.6989 0.3567 0.0755 0.6647 0.7321 0.721  0.6855 0.3575 0.9111 0.4424 0.5729 0.6351 0.1438 0.49   0.629  0.8332 0.436  0.746  0.7556 0.3095 0.4968 0.7359 0.3707 0.7468 0.6528 0.8193 0.6748 0.8287 0.6061 0.0664 0.645 0.7521 0.4227 0.5671 0.7565 0.6982 0.4636 0.4544 0.1138 0.5872 0.6711 0.6449 0.0955 0.6682 0.2432 0.6712 0.0112 0.8014 0.5777 0.4641 0.6835]2023-03-24 08:29:37 [INFO][EVAL] Class Recall: [0.8531 0.9103 0.9668 0.8792 0.871  0.8739 0.8525 0.9321 0.7212 0.7964 0.6354 0.791  0.8867 0.4742 0.38   0.6331 0.6991 0.5574 0.804  0.6397 0.904  0.6252 0.7922 0.7549 0.5092 0.7007 0.7988 0.5474 0.5502 0.493 0.52   0.7623 0.4671 0.5695 0.6534 0.6139 0.6606 0.8117 0.4132 0.623 0.2931 0.2276 0.5298 0.4069 0.5214 0.2755 0.5134 0.715  0.7672 0.7858 0.7512 0.8054 0.1679 0.2964 0.9406 0.7424 0.9651 0.569  0.684  0.3973 0.3069 0.74   0.4515 0.2717 0.7159 0.8791 0.4155 0.5193 0.0678 0.4824 0.7096 0.7648 0.6399 0.6571 0.6943 0.5639 0.66   0.5558 0.6451 0.5622 0.9258 0.6606 0.441  0.2942 0.4542 0.755  0.2127 0.2154 0.3357 0.7894 0.6509 0.1586 0.4415 0.2017 0.0004 0.1147 0.3129 0.4659 0.2452 0.5765 0.0822 0.1199 0.3929 0.8367 0.3332 0.7692 0.2492 0.6933 0.375  0.5852 0.3965 0.6772 0.3337 0.8734 0.98   0.1314 0.7557 0.9155 0.4136 0.5649 0.6711 0.0456 0.3027 0.2048 0.4839 0.3355 0.5727 0.6792 0.0009 0.659 0.81   0.0456 0.4039 0.3644 0.1886 0.4266 0.3233 0.0207 0.5042 0.6526 0.6357 0.2303 0.5697 0.0225 0.5201 0.0019 0.5683 0.125  0.2087 0.3236]

笔者在/home/aistudio/work/PaddleSeg/output2/best_model下准备了Upernet的best_model,直接运行以下代码块即可查看效果

In [3]

%cd /home/aistudio/work/PaddleSeg!python val.py        --config configs/upernet/upernet_resnet101_os8_cityscapes_512x1024_40k.yml        --model_path output2/best_model/model.pdparams 

/home/aistudio/work/PaddleSeg2023-03-24 08:53:26 [INFO]---------------Config Information---------------batch_size: 8iters: 40000loss:  coef:  - 1  - 0.4  types:  - type: CrossEntropyLosslr_scheduler:  decay_steps: 20000  end_lr: 1.0e-06  learning_rate: 0.001  power: 1.5  type: PolynomialDecay  warmup_iters: 150  warmup_start_lr: 1.6e-06model:  backbone:    output_stride: 8    pretrained: https://bj.bcebos.com/paddleseg/dygraph/resnet101_vd_ssld.tar.gz    type: ResNet101_vd  backbone_indices:  - 0  - 1  - 2  - 3  channels: 512  dropout_prob: 0.1  enable_auxiliary_loss: true  type: UPerNetoptimizer:  type: sgd  weight_decay: 0.0005train_dataset:  dataset_root: /home/aistudio/work/dataset/ADEChallengeData2016/  mode: train  transforms:  - max_scale_factor: 2.0    min_scale_factor: 0.5    scale_step_size: 0.25    type: ResizeStepScaling  - crop_size:    - 512    - 512    type: RandomPaddingCrop  - type: RandomHorizontalFlip  - brightness_range: 0.4    contrast_range: 0.4    saturation_range: 0.4    type: RandomDistort  - 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230s 115ms/step - batch_cost: 0.1149 - reader cost: 2.6253e-042023-03-24 08:57:20 [INFO][EVAL] #Images: 2000 mIoU: 0.3909 Acc: 0.7868 Kappa: 0.7713 Dice: 0.52922023-03-24 08:57:20 [INFO][EVAL] Class IoU: [0.7115 0.8011 0.9314 0.7647 0.7042 0.787  0.8049 0.84   0.5649 0.6462 0.5362 0.5995 0.7441 0.3094 0.3554 0.4754 0.536  0.4481 0.6626 0.4777 0.8098 0.4829 0.6057 0.5982 0.3838 0.4725 0.5459 0.496  0.491  0.2577 0.356  0.533  0.3685 0.3815 0.4109 0.3827 0.5311 0.6146 0.3125 0.4607 0.2319 0.1872 0.4051 0.3083 0.3786 0.3747 0.2756 0.5684 0.5776 0.5924 0.5052 0.3146 0.1775 0.1849 0.6592 0.4048 0.8408 0.4871 0.4102 0.2576 0.118  0.4577 0.3204 0.2345 0.4711 0.7338 0.2616 0.4106 0.0548 0.3417 0.4774 0.5949 0.4258 0.2156 0.4975 0.3868 0.39   0.3472 0.5401 0.3453 0.5822 0.4809 0.3615 0.2809 0.2508 0.5794 0.1629 0.1485 0.2743 0.6273 0.4158 0.0254 0.1913 0.0738 0.0096 0.0065 0.2471 0.3797 0.2024 0.4278 0.1038 0.0625 0.2214 0.643  0.4732 0.3105 0.1562 0.516  0.2314 0.3265 0.2965 0.0689 0.2294 0.5552 0.5121 0.0194 0.6406 0.6248 0.1877 0.3104 0.5239 0.0125 0.2889 0.211  0.5088 0.2775 0.5669 0.4562 0.0099 0.4972 0.5025 0.0066 0.3107 0.3572 0.1159 0.2616 0.2058 0.0123 0.343  0.4589 0.3581 0.0646 0.4363 0.2756 0.374  0.     0.4782 0.087  0.1422 0.3191]2023-03-24 08:57:21 [INFO][EVAL] Class Precision: [0.8287 0.8841 0.9687 0.8747 0.7825 0.8856 0.9059 0.8874 0.7003 0.801 0.7608 0.7409 0.8732 0.5617 0.6384 0.6547 0.7048 0.7229 0.8222 0.6973 0.883  0.6961 0.7002 0.6883 0.531  0.5755 0.6419 0.6524 0.7158 0.3307 0.5137 0.5957 0.5923 0.5299 0.4938 0.4602 0.7291 0.6983 0.5043 0.7226 0.3873 0.3407 0.5983 0.5291 0.6176 0.611  0.4069 0.8419 0.6112 0.645 0.5909 0.336  0.3525 0.6151 0.6872 0.4666 0.8622 0.7264 0.4477 0.3868 0.171  0.4977 0.4181 0.6474 0.5378 0.807  0.3646 0.5995 0.1186 0.5065 0.6388 0.7217 0.5087 0.2645 0.6051 0.4658 0.4694 0.6118 0.6464 0.6077 0.6045 0.6908 0.7662 0.536  0.4042 0.7233 0.5561 0.361  0.4804 0.7987 0.5181 0.0578 0.2771 0.3427 0.1093 0.0297 0.3534 0.6737 0.5066 0.5739 0.3667 0.0786 0.5355 0.6774 0.8164 0.3551 0.4044 0.5904 0.4412 0.3715 0.6888 0.0715 0.4757 0.6028 0.5123 0.2882 0.7996 0.636  0.2419 0.3764 0.6865 0.3466 0.4599 0.6474 0.7609 0.7099 0.8262 0.5613 0.0392 0.7182 0.5333 0.0976 0.464  0.675  0.6291 0.4505 0.3991 0.0596 0.7079 0.63 0.4212 0.1156 0.6099 0.5317 0.7055 0.0002 0.7177 0.6002 0.7423 0.7913]2023-03-24 08:57:21 [INFO][EVAL] Class Recall: [0.8341 0.8951 0.9604 0.8587 0.8757 0.876  0.8783 0.9402 0.745  0.7698 0.6449 0.7585 0.8343 0.408  0.445  0.6346 0.6911 0.5411 0.7734 0.6026 0.9071 0.6118 0.8178 0.8204 0.5808 0.7254 0.785  0.6742 0.6099 0.5387 0.5371 0.835  0.4938 0.5767 0.71   0.6946 0.6616 0.8369 0.4509 0.5597 0.3663 0.2936 0.5564 0.4249 0.4945 0.4921 0.4605 0.6363 0.9129 0.8789 0.7769 0.8319 0.2634 0.209  0.9419 0.7533 0.9713 0.5966 0.8307 0.4353 0.2759 0.8507 0.5785 0.2688 0.7914 0.89   0.481  0.5658 0.0925 0.5122 0.6539 0.772  0.7231 0.5384 0.7368 0.6954 0.6975 0.4454 0.7666 0.4444 0.9404 0.6128 0.4063 0.3712 0.3978 0.7444 0.1872 0.2014 0.39   0.745 0.678  0.0432 0.382  0.086  0.0104 0.0082 0.451  0.4653 0.2521 0.6268 0.1264 0.2341 0.274  0.9267 0.5296 0.7119 0.2028 0.8036 0.3274 0.7295 0.3424 0.6512 0.3069 0.8755 0.9995 0.0204 0.7632 0.9726 0.4559 0.639 0.6886 0.0128 0.4371 0.2384 0.6056 0.313  0.6437 0.7089 0.0131 0.6177 0.8969 0.007  0.4847 0.4314 0.1244 0.3841 0.2983 0.0152 0.3996 0.6282 0.705  0.1277 0.6051 0.364  0.4432 0.     0.5889 0.0924 0.1496 0.3485]

五、模型预测

笔者在/home/aistudio/work/PaddleSeg/output1/best_model下准备了GCNet的best_model,直接运行以下代码块即可查看ade20k数据集中测试集的效果

In [ ]

%cd /home/aistudio/work/PaddleSeg!python predict.py        --config configs/gcnet/gcnet_resnet50_os8_voc12aug_512x512_40k.yml        --model_path output1/best_model/model.pdparams        --image_path /home/aistudio/work/dataset/ADEChallengeData2016/images/testing        --save_dir output1/result# --image_path 可以是一个图片路径，也可以是一个目录。如果是一个目录，将对目录内的所有图片进行预测并保存可视化结果图。# --save_dir 在路径/home/aistudio/work/PaddleSeg/output1/result下保存预测结果图。如果路径不存在，会自动创建目录。

笔者在/home/aistudio/work/PaddleSeg/output2/best_model下准备了Upernet的best_model,直接运行以下代码块即可查看ade20k数据集中测试集的效果

In [ ]

%cd /home/aistudio/work/PaddleSeg!python predict.py        --config configs/upernet/upernet_resnet101_os8_cityscapes_512x1024_40k.yml        --model_path output2/best_model/model.pdparams        --image_path /home/aistudio/work/dataset/ADEChallengeData2016/images/testing        --save_dir output2/result# --image_path 可以是一个图片路径，也可以是一个目录。如果是一个目录，将对目录内的所有图片进行预测并保存可视化结果图。# --save_dir 在路径/home/aistudio/work/PaddleSeg/output2/result下保存预测结果图。如果路径不存在，会自动创建目录。

六、对比与总结

GCnetresnet50_vd0.4060150s 75ms/step190MB

UpernetResNet101_vd0.3909230s 115ms/step390.5MB

通过对比可以看出：GCnet优于Upernet

总结：

这个数据集跑通并不是很难，但要得到一个好的miou却是比较困难的，炼丹量有点大，不仅仅是要选择合适的算法，还要选择好合适的参数

除此之外，我还跑过setr_mla_large算法，这个算法使用的backbone是ViT_large_patch26_384（配置文件的路径为/home/aistudio/work/PaddleSeg/configs/setr/setr_mla_large_cityscapes_769x769_40k.yml），可以肯定的是这个效果会比gcnet更好，但训练时验证非常慢，至少5个半小时，这是vit的通病，于是放弃了。

经验分享：配置文件我比较不满意的地方就是学习率策略、优化器和损失函数的选择，在GitHub里paddleseg参考文档里描述相对较少，只是写了参考paddle的API文档，所以认真看paddle框架的API文档非常重要，对你调参非常有帮助。当我选择自适应学习策略时，苦于不知道怎么在配置文件中给自适应学习策略传入验证集的损失，有方法是看源码可以解决。

以上就是【AI达人特训营第三期】：PaddleSeg助力自动驾驶场景分割的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！