使用 Keras 的 flow_from_directory 和 FCNN

Question

我成功地用 Keras 训练了一个用于图像分割的结构神经网络。现在我正在尝试通过对我的图像应用一些数据增强来提高性能。为此，我使用 ImageDataGenerator 然后 flow_from_directory 只将批次加载到内存中（我试过没有，但出现内存错误）。代码示例是：

training_images = np.array(training_images) 
training_masks = np.array(training_masks)[:, :, :, 0].reshape(len(training_masks), 400, 400, 1)

# generators for data augmentation -------
seed = 1
generator_x = ImageDataGenerator(
    featurewise_center=True,
    featurewise_std_normalization=True,
    rotation_range=180,
    horizontal_flip=True,
    fill_mode='reflect')

generator_y = ImageDataGenerator(
    featurewise_center=False,
    featurewise_std_normalization=False,
    rotation_range=180,
    horizontal_flip=True,
    fill_mode='reflect')

generator_x.fit(training_images, augment=True, seed=seed)
generator_y.fit(training_masks, augment=True, seed=seed)


image_generator = generator_x.flow_from_directory(
    'data',
    target_size=(400, 400),
    class_mode=None,
    seed=seed)

mask_generator = generator_y.flow_from_directory(
    'masks',
    target_size=(400, 400),
    class_mode=None,
    seed=seed)

train_generator = zip(image_generator, mask_generator)
model = unet(img_rows, img_cols)
model.fit_generator(train_generator, steps_per_epoch=int(len(training_images)/4), epochs=1)

然而，当我运行代码时，出现以下错误（我使用的是 Tensorflow 后端）：

InvalidArgumentError (see above for traceback): Incompatible shapes: [14400000] vs. [4800000]
     [[Node: loss/out_loss/mul = Mul[T=DT_FLOAT, _device="/job:localhost/replica:0/task:0/device:CPU:0"](loss/out_loss/Reshape, loss/out_loss/Reshape_1)]]

在错误中它抱怨不兼容的形状 14400000 (400x400x9) 与 4800000 (400x400x3)。我在这里使用自定义损失函数（如果您查看错误，它会说明损失），即 Dice 系数，定义如下：

y_true_f = K.flatten(y_true)
y_pred_f = K.flatten(y_pred)
intersection = K.sum(y_true_f * y_pred_f)
return (2. * intersection + 1.) / (K.sum(y_true_f) + K.sum(y_pred_f) + 1.)

这里我使用 (400,400,3) 个图像和 1 class 个形状 (400,400,1) 的蒙版。我的 NN 的输入定义为 Input((img_rows, img_cols, 3))，输出为 Conv2D(1, (1, 1), activation='sigmoid', name='out')(conv9)（但在没有数据增强的情况下进行训练时效果很好）。

Answer 1

出现此错误是因为您正在以 RGB 颜色模式读取遮罩。

flow_from_directory中的默认color_mode是'rgb'。因此，如果不指定 color_mode，您的掩码将加载到 (batch_size, 400, 400, 3) 数组中。这就是错误消息中 y_true_f 比 y_pred_f 大 3 倍的原因。

要读取灰度蒙版，请使用 color_mode='grayscale':

mask_generator = generator_y.flow_from_directory(
    'masks',
    target_size=(400, 400),
    class_mode=None,
    color_mode='grayscale',
    seed=seed)

使用 Keras 的 flow_from_directory 和 FCNN

using Keras' flow_from_directory with FCNN

python

keras

data-augmentation