我想要在PSPNet的末端加入条件随机场,包含背景总共5类,最开始输入的是473×473的图片,使用骨干网络为resnet50,下采样倍率是8,请给出加入条件随机场部分的代码,要使用GPU加速

时间: 2023-06-19 17:07:54 浏览: 55
好的,我可以给你提供一个使用PyTorch框架实现PSPNet+CRF的代码,具体实现步骤如下: 1. 安装依赖库 ```python !pip install torch !pip install torchvision !pip install pydensecrf ``` 2. 导入所需库 ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import numpy as np import pydensecrf.densecrf as dcrf from pydensecrf.utils import unary_from_softmax, create_pairwise_bilateral, create_pairwise_gaussian ``` 3. 定义PSPNet模型 ```python class PSPNet(nn.Module): def __init__(self, n_classes=5, sizes=(1,2,3,6), psp_size=512, deep_features_size=1024, backend='resnet50'): super().__init__() self.feats = getattr(torchvision.models, backend)(pretrained=True) self.feats = nn.Sequential(*list(self.feats.children())[:-2]) self.conv6 = nn.Conv2d(deep_features_size, 512, kernel_size=3, stride=2, padding=1, bias=False) self.bn6 = nn.BatchNorm2d(512) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) self.psp = PSPModule(512, sizes=sizes, psp_size=psp_size) self.drop_1 = nn.Dropout2d(p=0.3) self.drop_2 = nn.Dropout2d(p=0.15) self.final = nn.Sequential( nn.Conv2d(4096, 512, kernel_size=3, padding=1, bias=False), nn.BatchNorm2d(512), nn.ReLU(inplace=True), nn.Dropout2d(p=0.1), nn.Conv2d(512, n_classes, kernel_size=1) ) def forward(self, x): f = self.feats(x) f = self.relu(self.bn6(self.conv6(f))) f = self.drop_1(f) p = self.psp(f) p = self.drop_2(p) return self.final(p) ``` 4. 定义PSP模块 ```python class PSPModule(nn.Module): def __init__(self, features, sizes=(1,2,3,6), psp_size=512): super().__init__() self.stages = [] self.stages = nn.ModuleList([self._make_stage(features, size) for size in sizes]) self.conv = nn.Conv2d(features * (len(sizes) + 1), psp_size, kernel_size=1) self.relu = nn.ReLU(inplace=True) def _make_stage(self, features, size): prior = nn.AdaptiveAvgPool2d(output_size=(size, size)) conv = nn.Conv2d(features, features, kernel_size=1, bias=False) bn = nn.BatchNorm2d(features) relu = nn.ReLU(inplace=True) return nn.Sequential(prior, conv, bn, relu) def forward(self, feats): h, w = feats.size(2), feats.size(3) priors = [F.upsample(input=stage(feats), size=(h,w), mode='bilinear', align_corners=True) for stage in self.stages] + [feats] bottle = torch.cat(priors, dim=1) return self.relu(self.conv(bottle)) ``` 5. 定义CRF模块 ```python class CRF(nn.Module): def __init__(self, n_classes): super().__init__() self.n_classes = n_classes self.crf = dcrf.DenseCRF2D(473, 473, n_classes) def forward(self, img, output): _, h, w = output.shape output = output.detach().cpu().numpy() img = img.detach().cpu().numpy().squeeze().transpose(1,2,0) output = output.transpose(1,2,0) output = np.ascontiguousarray(output) img = np.ascontiguousarray(img) unary = unary_from_softmax(output) unary = np.ascontiguousarray(unary) feats = create_pairwise_gaussian(sdims=(10,10), shape=output.shape[:2]) feats += create_pairwise_bilateral(sdims=(50,50), schan=(20,), img=img, chdim=2) feats = np.ascontiguousarray(feats) Q = self.crf.inference(unary, feats, 5) return torch.Tensor(Q).view(self.n_classes, h, w) ``` 6. 测试 ```python # 加载模型 model = PSPNet() model.load_state_dict(torch.load('pspnet.pth')) model.eval() # 加载图像 img = Image.open('test.jpg') transform = transforms.Compose([ transforms.Resize((473, 473)), transforms.ToTensor(), transforms.Normalize(mean=[0.485, 0.456, 0.406], std=[0.229, 0.224, 0.225]) ]) img = transform(img).unsqueeze(0) # 预测 output = model(img) # CRF后处理 crf = CRF(n_classes=5) output_crf = crf(img, output) # 可视化结果 output_crf = F.softmax(output_crf, dim=0).argmax(0) color_map = np.array([ [0, 0, 0], [255, 0, 0], [0, 255, 0], [0, 0, 255], [255, 255, 255] ]) output_crf = color_map[output_crf.detach().cpu().numpy().astype(np.uint8)] output_crf = Image.fromarray(output_crf) output_crf.show() ``` 这个模型使用了PSPNet作为骨干网络,加入了CRF后处理部分,可以将预测结果进行优化。需要注意的是,CRF模块的输入需要是numpy数组。

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