AI开发平台MODELARTS-创建ModelArts数据增强任务:数据生成算子（StyleGan算子）

时间：2024-08-16 20:38:57

AI开发平台MODELARTS

数据生成算子（StyleGan算子）

图像生成利用Gan网络依据已知的数据集生成新的数据集。Gan是一个包含生成器和判别器的网络，生成器从潜在空间中随机取样作为输入，其输出结果需要尽量模仿训练集中的真实样本。判别器的输入则为真实样本或生成网络的输出，其目的是将生成网络的输出从真实样本中尽可能分辨出来。而生成网络则要尽可能地欺骗判别网络。两个网络相互对抗、不断调整参数，最终目的是使判别网络无法判断生成网络的输出结果是否真实。训练中获得的生成器网络可用于生成与输入图片相似的图片，用作新的数据集参与训练。基于Gan网络生成新的数据集不会生成相应的标签。图像生成过程不会改动原始数据，新生成的图片或xml文件保存在指定的输出路径下。

基于StyleGan2用于在数据集较小的情形下，随机生成相似图像。StyleGAN提出了一个新的生成器结构，能够控制所生成图像的高层级属性(high-level attributes)，如发型、雀斑等；并且生成的图像在一些评价标准上得分更好。而本算法又增加了数据增强算法，可以在较少样本的情况下也能生成较好的新样本，但是样本数尽量在70张以上，样本太少生成出来的新图像不会有太多的样式。

图4 StyleGan算子

表2 StyleGan算子高级参数
参数名	默认值	参数说明
resolution	256	生成正方形图像的高宽，大小需要是2的次方。
batch-size	8	批量训练样本个数。
total-kimg	300	总共训练的图像数量为total_kimg*1000。
generate_num	300	生成的图像数量，如果是多个类的，则为每类生成的数量。
predict	False	是否进行推理预测，默认为False。如果设置True，需要在resume参数设置已经训练完成的模型的obs路径。
resume	empty	如果predict设置为True，需要填写Tensorflow模型文件的obs路径用于推理预测。当前仅支持“.pb”格式的模型。示例：obs://xxx/xxxx.pb。默认值为empty。
do_validation	True	是否做数据校验，默认为True，表示数据生成前需要进行数据校验，否则只进行数据生成。

输入要求

算子输入分为两种，“数据集”或“OBS目录”。

选择“数据集”，请从下拉框中选择ModelArts中管理的数据集及其版本。要求数据集类型与您在本任务中选择的场景类别一致。
选择“OBS目录”，图像生成算子不需要标注信息，输入支持单层级或双层级目录，存放结构支持“单层级”或“双层级”模式。

单层级目录结构如下所示：

image_folder----0001.jpg           
            ----0002.jpg            
            ----0003.jpg            
            ...            
            ----1000.jpg

双层级目录结构如下所示：

image_folder----sub_folder_1----0001.jpg                            
                            ----0002.jpg                            
                            ----0003.jpg                            
                            ...                            
                            ----0500.jpg            
            ----sub_folder_2----0001.jpg                            
                            ----0002.jpg                           
                            ----0003.jpg                            
                            ...                            
                            ----0500.jpg
                            ...            
            ----sub_folder_100----0001.jpg                            
                              ----0002.jpg                            
                              ----0003.jpg                            
                              ...                            
                              ----0500.jpg

输出说明

输出目录的结构如下所示。其中“model”文件夹存放用于推理的“frozen pb”模型，“samples”文件夹存放训练过程中输出图像，“Data”文件夹存放训练模型生成的图像。

train_url----model----CYcleGan_epoch_10.pb                  
                  ----CYcleGan_epoch_20.pb                  
                  ...                 
                  ----CYcleGan_epoch_1000.pb         
         ----samples----0000_0.jpg                   
                   ----0000_1.jpg                  
                   ...                   
                   ----0100_15.jpg         
         ----Data----CYcleGan_0_0.jpg                 
                 ----CYcleGan_0_1.jpg                 
                 ...                 
                 ----CYcleGan_16_8.jpg         
         ----output_0.manifest

其中manifest文件内容示例如下所示。

{
	"id": "xss",
	"source": "obs://home/fc8e2688015d4a1784dcbda44d840307_14.jpg",
	"usage": "train", 
	"annotation": [
		{
			"name": "Cat", 
			"type": "modelarts/image_classification"
		}
	]
}

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