【学员分享】深度学习计算机视觉，两个星期从入门到上线

Hello,everyone！今天给大家讲述一个深度学习项目。

在讲这个项目之前，很多业外人士可能不明白人工智能（AI），机器学习（ML），深度学习(DL)，这三者是什么关系。先科普一下小常识，它们三者是包含子集关系。即人工智能是最大范畴，包含机器学习，机器学习包含深度学习。

好了，进入正题。本人所解决的是人脸识别登录的业务，最后抽象为一个深度学习的三分类问题。接下来会以解决问题的顺序进行展开描述。用的深度学习框架是caffe，网络结构是mobilenet。

01数据的获取

首先深度学习的数据很重要。而数据集的获取则应该根据业务需求去寻找。本项目是图片数据集的获取，可以从各大开源数据集寻找，之后发现有些类别的数据集量还是不够大，又去各大影视中寻找录屏，然后按帧数切分成图片。

02数据的清洗

该部分将消耗大概百分之七十的时间。数据清洗包括对图片数据集的筛选，分类，又称标注数据。尤其是数据的分类很重要。数据分类的准确性可能就决定了你训练模型能否收敛。该部分是个细活，过程比较琐碎，暂时先不说。数据集分为9类，为啥是9类，解决的不是3分类问题吗？因为前期3分类训练模型的准确率不是很高，考虑到3个大类内部的数据方差过大，于是调整策略为训练为9分类问题，最后测试为3分类，因为最后业务解决的还是3分类问题。

以下是9类图片标注标准：

03训练模型

接下来就是训练模型了，模型的训练由于是在服务器上训练，加上模型不是很大，训练很快，正常跑个4个小时左右就可以迭代出一个模型。模型的acc,loss,随迭代次数的关系可以通过绘制图表观看，很直观。训练集上的acc只能做个参考，主要还是最后测试的表现，因为你模型可能参数很多，最后导致模型过拟合。

      该部分还包含模型的调优，也就是调参，这是个学问，值得好好继续学习。

04测试模型

该部分是拿一批最接近业务的数据去测试，看每一类准确率。3分类是标注为0，1，2三个大类。由于业务追求0，1，2的准确率很高，允许2的召回率可以低一些，所以测试时要关注这些。

下面是训练模型在验证集上的表现：

acc      0.9183

acc0    0.9676

acc1     0.8

acc2     0.9723

准确率已经达到业务需求了，然后就结束了吗？当然没有。作为一个专业人士，我们要追求细节，哈哈。因为训练的是9分类，我们要看9分类的具体情况，以及那些错分的样本是哪些。

下面是9类的结果：

acc           0.9183

acc0         0.9676

acc1         0.8748

acc2         7665

acc3         0.5178

acc4         0.8152

acc5         0.9125

acc6         0.9837

acc7         0.5072

acc8         0.6136

怎么3，7的准确率那么低，怎么解决了？此处先埋下伏笔。

祭出大杀器，矩阵统计。

下图是在服务器上运行结果的矩阵部分截图：

看着很不舒服，于是把它调整到文本中，方便观看。

以上矩阵共有arrays1，arrays2，arrays3三个矩阵，每个矩阵的每一行代表真实标签label,共有9行，依次表示label从0到8，每一列代表预测标签predict，共有9列，依次表示predict从0到8，所以每个矩阵都是一个9*9的矩阵。arrays1表示共有81种可能组合，每一个元素表示模型把样本的label预测为predict的可能的个数。例如arrays1[0][0]表示模型把0预测为0的样本共有5975张。arrays2表示模型把样本的label预测为predict的概率总和，例如arrays2[0][0]表示模型把0预测为0的样本概率总和为5.53879372e+03。arrays3表示模型把样本的label预测为predict的概率平均值，arrays3=arrays2/arrays1。例如arrays3[0][0]表示模型把0预测为0的样本概率均值为0.92699476。从arrays3可以看出，主对角线的值（表示模型预测正确的概率均值）还是蛮大的，其它值不是很大，说明模型的整体性能还是挺优的。

好，下面解决上面埋下的伏笔: 3，7的准确率怎么那么低，答案得在arrays3中寻找，我们得看label为3时，分为predict的情况，从arrays3可以看出，arrays3[3][0]较大，表示模型把3错分为0的概率，再去看对应的arrays1[3][0]=9, 表示模型把3错分为0的样本数为9，数据量不是很大啊，然后我们再去查看这9个样本的情况，发现是自己标注错了，好了，这不是模型的锅，模型是还是不错的。同理，分析7的准确率情况。

经过以上的环节，基本深度学习的模型可以出第一版本了，之后再根据业务需求看模型是否需要迭代。

感谢鹏哥带我。

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