Image Classification

目录

• paddlex.cls.ResNet50
  • train
  • evaluate
  • predict
  • analyze_sensitivity
  • prune
  • quant_aware_train
• 其他分类模型

paddlex.cls.ResNet50

paddlex.cls.ResNet50(num_classes=1000)

构建ResNet50分类器，并实现其训练、评估和预测。

参数

• num_classes (int): 类别数。默认为1000。

train

train(self, num_epochs, train_dataset, train_batch_size=64, eval_dataset=None, optimizer=None, save_interval_epochs=1, log_interval_steps=10, save_dir='output', pretrain_weights='IMAGENET', learning_rate=.025, warmup_steps=0, warmup_start_lr=0.0, lr_decay_epochs=(30, 60, 90), lr_decay_gamma=0.1, label_smoothing=None, early_stop=False, early_stop_patience=5, use_vdl=True)

参数

• num_epochs (int): 训练迭代轮数。
• train_dataset (paddlex.dataset): 训练数据集。
• train_batch_size (int): 训练数据batch大小。同时作为验证数据batch大小。默认为64。
• eval_dataset (paddlex.dataset or None): 评估数据集。当该参数为None时，训练过程中不会进行模型评估。默认为None。
• optimizer (paddle.optimizer.Optimizer): 优化器。当该参数为None时，使用默认优化器：paddle.optimizer.lr.PiecewiseDecay衰减策略，paddle.optimizer.Momentum优化方法。
• save_interval_epochs (int): 模型保存间隔（单位：迭代轮数）。默认为1。
• log_interval_steps (int): 训练日志输出间隔（单位：迭代步数）。默认为10。
• save_dir (str): 模型保存路径。默认为'output'。
• pretrain_weights (str or None): 若指定为'.pdparams'文件时，则从文件加载模型权重；若为字符串'IMAGENET'，则自动下载在ImageNet图片数据上预训练的模型权重；若为None，则不使用预训练模型。默认为'IMAGENET'。
• learning_rate (float): 默认优化器的初始学习率。默认为0.025。
• warmup_steps (int): 默认优化器的warmup步数，学习率将在设定的步数内，从warmup_start_lr线性增长至设定的learning_rate，默认为0。
• warmup_start_lr(float): 默认优化器的warmup起始学习率，默认为0.0。
• lr_decay_epochs (list): 默认优化器的学习率衰减轮数。默认为[30, 60, 90]。
• lr_decay_gamma (float): 默认优化器的学习率衰减率。默认为0.1。
• label_smoothing (float, bool or None): 是否使用标签平滑。若为float，表示标签平滑系数。若为True，使用系数为0.1的标签平滑。若为None或False，则不采用标签平滑。默认为None。
• early_stop (bool): 是否使用提前终止训练策略。默认为False。
• early_stop_patience (int): 当使用提前终止训练策略时，如果验证集精度在early_stop_patience个epoch内连续下降或持平，则终止训练。默认为5。
• use_vdl (bool): 是否使用VisualDL进行可视化。默认为True。
• resume_checkpoint (str): 恢复训练时指定上次训练保存的模型路径，例如output/mobilenetv3_small/best_model。若为None，则不会恢复训练。默认值为None。恢复训练需要将pretrain_weights设置为None。

evaluate

evaluate(self, eval_dataset, batch_size=1, return_details=False)

参数

• eval_dataset (paddlex.dataset): 评估数据集。
• batch_size (int): 验证数据批大小。默认为1。
• return_details (bool): 是否返回详细信息。默认为False。

返回值

• tuple (metrics, eval_details) | dict (metrics): 当return_details为True时，返回(metrics, eval_details)，当return_details为False时，返回metrics。 metrics为dict，包含键值：'acc1'、'acc5'，分别表示最大值的accuracy、前5个最大值的accuracy。eval_details为dict。包含键值：'true_labels'、'pred_scores'，分别代表真实类别id、每个类别的预测得分。

predict

predict(self, img_file, transforms=None, topk=1)

分类模型预测接口。需要注意的是，只有在训练过程中定义了eval_dataset，模型在保存时才会将预测时的图像处理流程保存在ResNet50.test_transforms和ResNet50.eval_transforms中。如未在训练时定义eval_dataset，那在调用预测predict接口时，用户需要再重新定义test_transforms传入给predict接口。

参数

• img_file (List[np.ndarray or str], str or np.ndarray): 预测图像或包含多张预测图像的列表，预测图像可以是路径或numpy数组(HWC排列，BGR格式)。
• transforms (paddlex.transforms): 数据预处理操作。
• topk (int): 预测时前k个最大值。

返回值

• dict ｜ List[dict]: 如果输入为单张图像，返回dict。包含的键值为'category_id'、'category'、'score'，分别对应预测类别id、预测类别标签、预测得分。如果输入为多张图像，返回由每张图像预测结果组成的列表。

analyze_sensitivity

analyze_sensitivity(self, dataset, batch_size=8, criterion='l1_norm', save_dir='output')

模型敏感度分析接口。

参数

• dataset (paddlex.dataset): 用于评估模型在不同剪裁比例下精度损失的评估数据集。
• batch_size (int): 评估模型精度损失时的batch大小。默认为8。
• criterion ({'l1_norm', 'fpgm'}): 进行Filter粒度剪裁时评估，评估Filter重要性的范数标准。如果为'l1_norm'，采用L1-Norm标准。如果为'fpgm'，采用 Geometric Median 标准。
• save_dir (str): 计算的得到的sensetives文件的存储路径。

prune

prune(self, pruned_flops, save_dir=None)

模型剪裁接口。

参数

• pruned_flops (float): 每秒浮点数运算次数（FLOPs）的剪裁比例。
• save_dir (None or str): 剪裁后模型保存路径。如果为None，剪裁完成后不会对模型进行保存。默认为None。

quant_aware_train

quant_aware_train(self, num_epochs, train_dataset, train_batch_size=64, eval_dataset=None, optimizer=None, save_interval_epochs=1, log_interval_steps=10, save_dir='output', learning_rate=.000025, warmup_steps=0, warmup_start_lr=0.0, lr_decay_epochs=(30, 60, 90), lr_decay_gamma=0.1, early_stop=False, early_stop_patience=5, use_vdl=True, quant_config=None)

分类模型在线量化接口。

参数

• num_epochs (int): 训练迭代轮数。
• train_dataset (paddlex.dataset): 训练数据集。
• train_batch_size (int): 训练数据batch大小。同时作为验证数据batch大小。默认为64。
• eval_dataset (paddlex.dataset): 评估数据集。当该参数为None时，训练过程中不会进行模型评估。默认为None。
• optimizer (paddle.optimizer.Optimizer): 优化器。当该参数为None时，使用默认优化器：paddle.optimizer.lr.PiecewiseDecay衰减策略，paddle.optimizer.Momentum优化方法。
• save_interval_epochs (int): 模型保存间隔（单位：迭代轮数）。默认为1。
• log_interval_steps (int): 训练日志输出间隔（单位：迭代步数）。默认为10。
• save_dir (str): 模型保存路径。默认为'output'。
• learning_rate (float): 默认优化器的初始学习率。默认为0.000025。
• warmup_steps (int): 默认优化器的warmup步数，学习率将在设定的步数内，从warmup_start_lr线性增长至设定的learning_rate，默认为0。
• warmup_start_lr(float): 默认优化器的warmup起始学习率，默认为0.0。
• lr_decay_epochs (list): 默认优化器的学习率衰减轮数。默认为[30, 60, 90]。
• lr_decay_gamma (float): 默认优化器的学习率衰减率。默认为0.1。
• early_stop (bool): 是否使用提前终止训练策略。默认为False。
• early_stop_patience (int): 当使用提前终止训练策略时，如果验证集精度在early_stop_patience个epoch内连续下降或持平，则终止训练。默认为5。
• use_vdl (bool): 是否使用VisualDL进行可视化。默认为True。
• quant_config (None or dict): 量化器配置。如果为None，使用默认配置。如果为dict，可配置项如下：

{
   # weight预处理方法，默认为None，代表不进行预处理；当需要使用`PACT`方法时设置为`"PACT"`
    'weight_preprocess_type': None,

   # activation预处理方法，默认为None，代表不进行预处理`
   'activation_preprocess_type': None,

   # weight量化方法, 默认为'channel_wise_abs_max', 此外还支持'channel_wise_abs_max'
   'weight_quantize_type': 'channel_wise_abs_max',

   # activation量化方法, 默认为'moving_average_abs_max', 此外还支持'abs_max'
   'activation_quantize_type': 'moving_average_abs_max',

   # weight量化比特数, 默认为 8
   'weight_bits': 8,

   # activation量化比特数, 默认为 8
   'activation_bits': 8,

   # 'moving_average_abs_max'的滑动平均超参, 默认为0.9
   'moving_rate': 0.9,

   # 需要量化的算子类型
   'quantizable_layer_type': ['Conv2D', 'Linear']
}

其他分类模型

PaddleX提供了共计38种分类模型，所有分类模型均提供同ResNet50相同的训练train，评估evaluate，预测predict，敏感度分析analyze_sensitivity，剪裁prune和在线量化quant_aware_train接口，各模型效果可参考模型库。