## DeepLabv3+：Encoder-Decoder with Atrous Separable Convolution语义分割模型在Pytorch当中的实现
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### 目录
1. [仓库更新 Top News](#仓库更新)
2. [相关仓库 Related code](#相关仓库)
3. [性能情况 Performance](#性能情况)
4. [所需环境 Environment](#所需环境)
5. [文件下载 Download](#文件下载)
6. [训练步骤 How2train](#训练步骤)
7. [预测步骤 How2predict](#预测步骤)
8. [评估步骤 miou](#评估步骤)
9. [参考资料 Reference](#Reference)

## Top News
**`2022-04`**:**支持多GPU训练。**  

**`2022-03`**:**进行大幅度更新、支持step、cos学习率下降法、支持adam、sgd优化器选择、支持学习率根据batch_size自适应调整。**  
BiliBili视频中的原仓库地址为：https://github.com/bubbliiiing/deeplabv3-plus-pytorch/tree/bilibili

**`2020-08`**:**创建仓库、支持多backbone、支持数据miou评估、标注数据处理、大量注释等。**  

## 相关仓库
| 模型 | 路径 |
| :----- | :----- |
Unet | https://github.com/bubbliiiing/unet-pytorch  
PSPnet | https://github.com/bubbliiiing/pspnet-pytorch
deeplabv3+ | https://github.com/bubbliiiing/deeplabv3-plus-pytorch
hrnet | https://github.com/bubbliiiing/hrnet-pytorch

### 性能情况
| 训练数据集 | 权值文件名称 | 测试数据集 | 输入图片大小 | mIOU | 
| :-----: | :-----: | :------: | :------: | :------: | 
| VOC12+SBD | [deeplab_mobilenetv2.pth](https://github.com/bubbliiiing/deeplabv3-plus-pytorch/releases/download/v1.0/deeplab_mobilenetv2.pth) | VOC-Val12 | 512x512| 72.59 | 
| VOC12+SBD | [deeplab_xception.pth](https://github.com/bubbliiiing/deeplabv3-plus-pytorch/releases/download/v1.0/deeplab_xception.pth) | VOC-Val12 | 512x512| 76.95 | 

### 所需环境
torch==1.2.0

### 注意事项
代码中的deeplab_mobilenetv2.pth和deeplab_xception.pth是基于VOC拓展数据集训练的。训练和预测时注意修改backbone。    

### 文件下载
训练所需的deeplab_mobilenetv2.pth和deeplab_xception.pth可在百度网盘中下载。     
链接: https://pan.baidu.com/s/1IQ3XYW-yRWQAy7jxCUHq8Q 提取码: qqq4   

VOC拓展数据集的百度网盘如下：  
链接: https://pan.baidu.com/s/1vkk3lMheUm6IjTXznlg7Ng 提取码: 44mk   

### 训练步骤
#### a、训练voc数据集
1、将我提供的voc数据集放入VOCdevkit中（无需运行voc_annotation.py）。  
2、在train.py中设置对应参数，默认参数已经对应voc数据集所需要的参数了，所以只要修改backbone和model_path即可。  
3、运行train.py进行训练。  

#### b、训练自己的数据集
1、本文使用VOC格式进行训练。  
2、训练前将标签文件放在VOCdevkit文件夹下的VOC2007文件夹下的SegmentationClass中。    
3、训练前将图片文件放在VOCdevkit文件夹下的VOC2007文件夹下的JPEGImages中。    
4、在训练前利用voc_annotation.py文件生成对应的txt。    
5、在train.py文件夹下面，选择自己要使用的主干模型和下采样因子。本文提供的主干模型有mobilenet和xception。下采样因子可以在8和16中选择。需要注意的是，预训练模型需要和主干模型相对应。   
6、注意修改train.py的num_classes为分类个数+1。    
7、运行train.py即可开始训练。  

### 预测步骤
#### a、使用预训练权重
1、下载完库后解压，如果想用backbone为mobilenet的进行预测，直接运行predict.py就可以了；如果想要利用backbone为xception的进行预测，在百度网盘下载deeplab_xception.pth，放入model_data，修改deeplab.py的backbone和model_path之后再运行predict.py，输入。  
```python
img/street.jpg
```
可完成预测。    
2、在predict.py里面进行设置可以进行fps测试、整个文件夹的测试和video视频检测。       

#### b、使用自己训练的权重
1、按照训练步骤训练。    
2、在deeplab.py文件里面，在如下部分修改model_path、num_classes、backbone使其对应训练好的文件；**model_path对应logs文件夹下面的权值文件，num_classes代表要预测的类的数量加1，backbone是所使用的主干特征提取网络**。    
```python
_defaults = {
    #----------------------------------------#
    #   model_path指向logs文件夹下的权值文件
    #----------------------------------------#
    "model_path"        : 'model_data/deeplab_mobilenetv2.pth',
    #----------------------------------------#
    #   所需要区分的类的个数+1
    #----------------------------------------#
    "num_classes"       : 21,
    #----------------------------------------#
    #   所使用的的主干网络
    #----------------------------------------#
    "backbone"          : "mobilenet",
    #----------------------------------------#
    #   输入图片的大小
    #----------------------------------------#
    "input_shape"       : [512, 512],
    #----------------------------------------#
    #   下采样的倍数，一般可选的为8和16
    #   与训练时设置的一样即可
    #----------------------------------------#
    "downsample_factor" : 16,
    #--------------------------------#
    #   blend参数用于控制是否
    #   让识别结果和原图混合
    #--------------------------------#
    "blend"             : True,
    #-------------------------------#
    #   是否使用Cuda
    #   没有GPU可以设置成False
    #-------------------------------#
    "cuda"              : True,
}
```
3、运行predict.py，输入    
```python
img/street.jpg
```
可完成预测。    
4、在predict.py里面进行设置可以进行fps测试、整个文件夹的测试和video视频检测。   

### 评估步骤
1、设置get_miou.py里面的num_classes为预测的类的数量加1。  
2、设置get_miou.py里面的name_classes为需要去区分的类别。  
3、运行get_miou.py即可获得miou大小。  

### Reference
https://github.com/ggyyzm/pytorch_segmentation  
https://github.com/bonlime/keras-deeplab-v3-plus