P6_MMSegmentation训练语义分割深度学习算法

6.1【G】训练语义分割模型

1.跑通代码

python tools/train.py Zihao-Configs/ZihaoDataset_FastSCNN_20230818.py

由于jupyter演示的代码模型太大，换了轻量级的FastSCNN_20230818.py且改小了各种参数才跑通

2.修改参数如下

当前配置的 batch_size=4、num_workers>0 与 GTX 1650 显存 + Windows 多进程兼容性不匹配，需针对性修改以解决之前的页面文件不足和 worker 崩溃问题

（1）调整 DataLoader 多进程（Windows 必改）

Windows 下 num_workers>0 易触发崩溃，同时 persistent_workers=True 会额外占用内存，统一修改：

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# 训练数据加载器
train_dataloader = dict(batch_size=2,  # 从4降至2，平衡显存占用与BatchNorm需求（≥2即可）dataset=dict(...),  # 保持原有dataset配置不变num_workers=0,  # 禁用多进程，避免worker崩溃persistent_workers=False,  # num_workers=0时必须设为Falsesampler=dict(shuffle=True, type='InfiniteSampler'))# 验证数据加载器
val_dataloader = dict(batch_size=1,dataset=dict(...),  # 保持原有dataset配置不变num_workers=0,  # 禁用多进程persistent_workers=False,sampler=dict(shuffle=False, type='DefaultSampler'))# 测试数据加载器
test_dataloader = dict(batch_size=1,dataset=dict(...),  # 保持原有dataset配置不变num_workers=0,  # 禁用多进程persistent_workers=False,sampler=dict(shuffle=False, type='DefaultSampler'))

（2）优化模型输入尺寸（适配 GTX 1650 显存）
512x512 裁剪尺寸 +batch_size=2 对 4G 显存压力较大，适当减小以避免显存溢出：

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# 1. 减小裁剪尺寸（从512x512改为384x384）
crop_size = (384, 384)# 2. 同步修改 train_pipeline 中的 RandomCrop
train_pipeline = [dict(type='LoadImageFromFile'),dict(type='LoadAnnotations'),dict(keep_ratio=True,ratio_range=(0.5, 2.0),scale=(1536, 768),  # 从2048x1024降至1536x768，减少缩放后显存占用type='RandomResize'),dict(cat_max_ratio=0.75, crop_size=crop_size, type='RandomCrop'),  # 用新的裁剪尺寸dict(prob=0.5, type='RandomFlip'),dict(type='PhotoMetricDistortion'),dict(type='PackSegInputs'),
]# 3. 同步修改 data_preprocessor 的 size（从512x1024改为384x768）
data_preprocessor = dict(bgr_to_rgb=True,mean=[123.675, 116.28, 103.53],pad_val=0,seg_pad_val=255,size=(384, 768),std=[58.395, 57.12, 57.375],type='SegDataPreProcessor')# 4. 同步修改 model 内的 data_preprocessor（与全局保持一致）
model = dict(data_preprocessor=dict(bgr_to_rgb=True,mean=[123.675, 116.28, 103.53],pad_val=0,seg_pad_val=255,size=(384, 768),  # 改为384x768std=[58.395, 57.12, 57.375],type='SegDataPreProcessor'),# 其他 model 配置保持不变
)

（3）调整验证 / 测试的缩放尺寸（同步优化）
避免验证时加载过大尺寸图像导致内存压力：

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# 验证数据加载器的 pipeline
val_dataloader = dict(dataset=dict(pipeline=[dict(type='LoadImageFromFile'),dict(keep_ratio=True, scale=(1536, 768), type='Resize'),  # 从2048x1024降至1536x768dict(type='LoadAnnotations'),dict(type='PackSegInputs'),],# 其他 dataset 配置不变),# 其他 dataloader 配置不变
)# 测试 pipeline
test_pipeline = [dict(type='LoadImageFromFile'),dict(keep_ratio=True, scale=(1536, 768), type='Resize'),  # 从2048x1024降至1536x768dict(type='LoadAnnotations'),dict(type='PackSegInputs'),
]# 测试数据加载器的 pipeline
test_dataloader = dict(dataset=dict(pipeline=[dict(type='LoadImageFromFile'),dict(keep_ratio=True, scale=(1536, 768), type='Resize'),  # 从2048x1024降至1536x768dict(type='LoadAnnotations'),dict(type='PackSegInputs'),],# 其他 dataset 配置不变),# 其他 dataloader 配置不变
)

3.运行成果

生成一个以日期命名的文件夹

6.2【H1】可视化训练日志-训练过程总体评估指标

训练模型时在work_dirs目录生成记录训练日志，解析其中损失函数、评估指标等信息，并可视化。

1.设置Matplotlib中文字体

2.进入MMSegmentation主目录

3.导入工具包

4.载入训练日志

换成自己训练出来的时间的文件夹 scalers.json文件

训练集、测试集

5.导出训练日志表格

导出到图表文件夹，变成两个csv文件

6.可视化辅助函数

7.训练集损失函数

8.训练集准确率

Acc_seg

训练集准确率在稳步提升

9.测试集评估指标

如果训练集的评估指标稳步提升，测试集的评估指标先升后降，那就说明发生了过拟合

6.3【H2】可视化训练日志-训练过程各类别评估指标

1.设置Matplotlib中文字体

2.可视化辅助函数

3.进入MMSegmentation主目录

这次要解析.log日志文件

4.导入工具包

5.类别列表

6.载入日志文件

7.横轴-训练迭代次数

每隔500个记录一次

8.定义正则表达式

匹配表格里面的信息

9.查看某一类别的评估指标 IoU Acc Dice Fscore Precision Recall

x的元素个数，应和metrics_json [each_class] [' metrics ']元素个数一致，绘图才能成功

让x的元素个数80和真实的日志如这个red的类别的日志个数一样即可

10.查看每个类别的评估指标 IoU Acc Dice Fscore Precision Recall

写一个循环遍历，

6.4【J】测试集性能评估

1.PSPNet-测试集精度指标

（1）前面

!python tools/train.py daiyali-Configs/ZihaoDataset_FastSCNN_20230818.py

即训练train.py

现在是

!python tools/test.py daiyali-Configs/ZihaoDataset_FastSCNN_20230818.py ./work_dirs/ZihaoDataset-FastSCNN/iter_30000.pth

即测试集test.py

（2）或者运行：
把"D:\DeepLearning\Learn_SAM\mmsegmentation\work_dirs\ZihaoDataset-FastSCNN\best_mIoU_iter_24000.pth"路径下训练得到的.pth文件重命名为Zihao_FastSCNN.pth，并剪切到主目录下的checkpoint文件夹里

运行代码如下（up主用的这个）：

!python tools/test.py daiyali-Configs/ZihaoDataset_FastSCNN_20230818.py/checkpoint/Zihao_FastSCNN.pth

即先指定config配置文件，再指定checkpoint权重文件

（3）运行成果

在work_dirs文件夹里面生成一个以日期和时间命名的文件夹：

这个日期文件夹里面应该生成一个.log文件、一个json文件（测试的指标都保存在了这个json文件里面）和一个vis_data文件夹（里面有.py文件和两个json文件），但是我的文件夹下面生成的是vis_data（里面只有.py文件）、一个.log文件和一个.json文件

即：

"D:\DeepLearning\Learn_SAM\mmsegmentation\work_dirs\ZihaoDataset-FastSCNN\20251109_103007\20251109_103007.log"
"D:\DeepLearning\Learn_SAM\mmsegmentation\work_dirs\ZihaoDataset-FastSCNN\20251109_103007\vis_data"
"D:\DeepLearning\Learn_SAM\mmsegmentation\work_dirs\ZihaoDataset-FastSCNN\20251109_103007\20251109_103007.json"