人脸素描属性识别

代码:https://github.com/linkcao/FS2K_extract

问题分析

  • 需要根据FS2K数据集进行训练和测试,实现输入一张图片,输出该图片的属性特征信息,提取属性特征包括hair(有无头发)、hair_color(头发颜色)、gender(图像人物性别)、earring(是否有耳环)、smile(是否微笑)、frontal_face(是否歪脖)、style(图片风格),详细信息均可通过FS2K的anno_train.jsonanno_test.json获取,本质是一个多标签分类问题。

处理方案

  • 首先对于FS2K数据集用官方的数据划分程序进行划分,之后对划分后的数据进行预处理,统一图片后缀为jpg,之后自定义数据加载类,在数据加载过程中进行标签编码,对图片大小进行统一,并转成tensor,在处理过程中发现存在4个通道的图片,采取取前3个通道的方案,之后再对图像进行标准化,可以加快模型的收敛,处理完成的数据作为模型的输入,在深度学习模型方面,首先需要进行模型选择,使用了三个模型,分别为VGG16,ResNet121以及DenseNet121,在通过pytorch预训练模型进行加载,并修改模型输出层,输出数量为图片属性特征数,之后在设定模型训练的参数,包括Batch,学习率,epoch等,在每一轮训练完成后,都需要对预测出的特征进行处理,在二分类标签设定概率阈值,多分类标签特征列则进行最大概率类别组合,取预测概率最大的类别作为当前属性的预测结果,每一轮训练都在测试集上进行性能评估,并根据F1指标择优保存模型。训练完成后,在测试集上预测属性提取结果,对每一个属性进行性能评估,最后取平均,得到平均的性能指标。

整体的处理流程如下图所示:

数据预处理

  1. 数据划分,根据FS2K官方给出的数据划分得到训练集和测试集
  2. 统一图片后缀为jpg,通道数为3
  3. 所给数据集分为三个文件夹,每个文件夹图片的像素各不相同,分别为250*250、475 *340、223 *318,这里统一变换成256 * 256,便于后序处理
  4. 将图片数据转成tensor
  5. 逐channel的对图像进行标准化,可以加快模型的收敛

标签编码

  1. 由于目标属性集中存在hair_colorstyle 两个多分类标签,因此对这两个标签做编码处理
  2. 采用One_Hot编码对多类别标签进行处理
    1. hair_color中0 对应 [1,0,0,0,0], 1对应[0,1,0,0,0], 2对应[0,0,1,0,0],以此类推,共5类
    2. style中 0 对应 [1,0,0],1对应[0,1,0], 2对应[0,0,1],以此类推,共3类
  3. 在和其他的5个二分类标签拼接组成标签向量,共13维

实验模型

VGG16

模型结构参数

由于VGG16最后一层全连接输出1000维特征,因此在本题中需要在加一层全连接输入1000维特征,输出13维特征,最后再加上一层sigmoid激活函数,在得到每一类预测的概率后,针对编码过的hair_color、style的8列,对各自的编码后的对应列计算概率最大的列下标,作为该属性的预测值。

训练参数

batch 64
epoch 20
optimizer (优化器) SGD(随机梯度下降)
criterion (损失函数) BCELoss(二分类交叉熵损失)
学习率 0.01

photo数据集上模型训练Loss

结果 「方法一」

f1 precision recall accuracy
hair 0.926064 0.903045 0.950287 0.950287
gender 0.598046 0.611282 0.59369 0.59369
earring 0.74061 0.674408 0.821224 0.821224
smile 0.513038 0.580621 0.639579 0.639579
frontal_face 0.758024 0.694976 0.833652 0.833652
hair_color 0.351596 0.387132 0.389101 0.389101
style 0.460469 0.526145 0.443595 0.443595
average 0.668481 0.672201 0.708891 0.708891

ResNet18

模型结构参数

模型修改 ,模型最后加一层全连接输入1000维特征,输出13维特征,最后再加上一层sigmoid激活函数

训练参数

batch 64
epoch 20
optimizer (优化器) SGD(随机梯度下降)
criterion (损失函数) BCELoss(二分类交叉熵损失)
学习率 0.01

photo数据集上模型训练Loss

photo数据集结果 「方法二」

f1 precision recall accuracy
hair 0.926064 0.903045 0.950287 0.950287
gender 0.657874 0.657195 0.6587 0.6587
earring 0.744185 0.764809 0.821224 0.821224
smile 0.634135 0.63298 0.652008 0.652008
frontal_face 0.758024 0.694976 0.833652 0.833652
hair_color 0.498804 0.515916 0.546845 0.546845
style 0.508202 0.57917 0.482792 0.482792
average 0.715911 0.718511 0.743188 0.743188

Sketch数据集上模型训练Loss

sketch数据集结果 「方法三」

f1 precision recall accuracy
hair 0.926064 0.903045 0.950287 0.950287
gender 0.811982 0.813721 0.814532 0.814532
earring 0.743495 0.720011 0.813576 0.813576
smile 0.573169 0.573085 0.614723 0.614723
frontal_face 0.758024 0.694976 0.833652 0.833652
hair_color 0.358576 0.339481 0.419694 0.419694
style 0.842575 0.942995 0.803059 0.803059
average 0.751736 0.748414 0.78119 0.78119

DenseNet121

模型结构参数

训练参数

batch 64
epoch 20
optimizer (优化器) SGD(随机梯度下降)
criterion (损失函数) BCELoss(二分类交叉熵损失)
学习率 0.01

photo数据集上模型训练Loss

photo数据集结果 「方法四」

f1 precision recall accuracy
hair 0.926064 0.903045 0.950287 0.950287
gender 0.935669 0.936043 0.935946 0.935946
earring 0.837358 0.837194 0.853728 0.853728
smile 0.784984 0.787445 0.790631 0.790631
frontal_face 0.780436 0.832682 0.8413 0.8413
hair_color 0.685242 0.665904 0.718929 0.718929
style 0.515421 0.567896 0.497132 0.497132
avg 0.808147 0.816276 0.823494 0.823494

Sketch数据集上模型训练Loss

sketch数据集结果 「方法五」

f1 precision recall accuracy
hair 0.926064 0.903045 0.950287 0.950287
gender 0.883773 0.886639 0.885277 0.885277
earring 0.743196 0.734733 0.819312 0.819312
smile 0.610952 0.661847 0.671128 0.671128
frontal_face 0.758024 0.694976 0.833652 0.833652
hair_color 0.372596 0.360252 0.423518 0.423518
style 0.944535 0.96071 0.938815 0.938815
avg 0.779892 0.775275 0.815249 0.815249

FS2K人脸素描属性识别的更多相关文章

  1. 体验京东云 Serverless+AI 人脸属性识别

    云原生计算基金会CNCF(Cloud Native Computing Foundation, CNCF)Serverless Whitepaper v1.0对无服务器计算作了如下定义: Server ...

  2. 人工智能之基于face_recognition的人脸检测与识别

    不久乘高铁出行,看见高铁火车站已经实现了"刷脸进站",而且效率很高,很感兴趣,今天抽时间研究一下,其实没那么复杂. 我基本上是基于https://github.com/ageitg ...

  3. vs2017 dlib19.3 opencv3.41 C++ 环境配置 人脸特征点识别

    身为一个.net程序员经过两天的采坑终于把人脸特征检测的项目跑通了,然后本文将以dlib项目中人脸特征检测工程为例,讲解dlib与opencv 在vs2017 C++ 项目中的编译与运行路径配置. 1 ...

  4. 基于OpenCv的人脸检测、识别系统学习制作笔记之三

    1.在windows下编写人脸检测.识别系统.目前已完成:可利用摄像头提取图像,并将人脸检测出来,未进行识别. 2.在linux下进行编译在windows环境下已经能运行的代码. 为此进行了linux ...

  5. OpenCV 学习笔记 05 人脸检测和识别

    本节将介绍 Haar 级联分类器,通过对比分析相邻图像区域来判断给定图像或子图像与已知对象是否匹配. 本章将考虑如何将多个  Haar 级联分类器构成一个层次结构,即一个分类器能识别整体区域(如人脸) ...

  6. 人脸检测及识别python实现系列(2)——识别出人脸

    人脸检测及识别python实现系列(2)——识别出人脸 http://www.cnblogs.com/neo-T/p/6430583.html

  7. 人脸检测及识别python实现系列(6)——终篇:从实时视频流识别出“我”

    人脸检测及识别python实现系列(6)——终篇:从实时视频流识别出“我” 终于到了最后一步,激动时刻就要来临了,先平复一下心情,把剩下的代码加上,首先是为Model类增加一个预测函数: #识别人脸 ...

  8. 人脸检测及识别python实现系列(5)——利用keras库训练人脸识别模型

    人脸检测及识别python实现系列(5)——利用keras库训练人脸识别模型 经过前面稍显罗嗦的准备工作,现在,我们终于可以尝试训练我们自己的卷积神经网络模型了.CNN擅长图像处理,keras库的te ...

  9. 人脸检测及识别python实现系列(4)——卷积神经网络(CNN)入门

    人脸检测及识别python实现系列(4)——卷积神经网络(CNN)入门 上篇博文我们准备好了2000张训练数据,接下来的几节我们将详细讲述如何利用这些数据训练我们的识别模型.前面说过,原博文给出的训练 ...

随机推荐

  1. 快速排序算法 - go实现

    在分析redis集群中大Key的时候,通常都采用分析rdb文件的方式:但是这种方式需要在每一台redis服务器上部署分析程序及分析脚本,而像salt之类的工具运维没有开放给我们使用,一台一台部署不好管 ...

  2. 简单了解AndroidManifest.xml文件

    AndroidManifest.xml:资源清单文件 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <mani ...

  3. 硬件开发笔记(一):高速电路设计Cadence Aleego软件介绍和安装过程

    前言   红胖子软硬通吃的前提的使用AD,涉及到高速电路板,要配合高速硬件工程师,使用Aleegro更合适,遂开启了Aleegro设计电路板学习,过程保存为开发笔记,旨在普及和沟通技术,共同进步,学无 ...

  4. 【原创】浅谈指针(十二)关于static(上)

    0.前言 这个系列基本上是一月一更到两月一更 今天写一篇关于static的,内含大量干货,做好准备 1.基础知识的回顾 1.1.内存的种类 一般来说,我们之前已经讲过的变量(或者说是内存)可以大体分为 ...

  5. hibernate查询不到关联对象列表-fetchType的选择

    概述 昨天排查问题的时候,发现使用hibernate关联对象时,订单实体类对象死活无法获取关联的订单明细列表 Order order = orderDao.findById(201L); //明明数据 ...

  6. ABP应用开发(Step by Step)-下篇

    测试 ProductAppService 类 启动模板附带测试基础架构,包括xUnit.Shouldly和NSubstitute库.它使用SQLite 内存数据库来模拟数据库,并为每个测试创建一个单独 ...

  7. Django-----cookie&session

    cookie 保存在用户浏览器端的一个键值对(别人给的凭证) 服务端可以向用户浏览器写cookie 客户端每次发请求会携带cookie去(放在请求头里面) 淘宝的cookie  京东的cookie(h ...

  8. 搭建PWN学习环境

    环境清单 系统环境 Ubuntu22.04 编写脚本 pwntools ZIO 调试 IDA PRO gdb pwndbg ROP工具 checksec ROPgadget one_gadget Li ...

  9. Linux内存、Swap、Cache、Buffer详细解析

    关注「开源Linux」,选择"设为星标" 回复「学习」,有我为您特别筛选的学习资料~ 1. 通过free命令看Linux内存 total:总内存大小. used:已经使用的内存大小 ...

  10. iptables系列教程(二)| iptables语法规则

    一个执着于技术的公众号 iptables 命令基本语法 " iptables [-t table] command [链名] [条件匹配] [-j 目标动作] 以下是对 iptables 命 ...