torchvision의 maskrcnn_resnet50_fpn을 이용하여 인스턴스 분할을 해보겠습니다.
시맨틱 분할, 인스턴스 분할에 대한 내용은 이곳을 확인해 주세요.
torchvision은 파이토치에서 제공하는 데이터셋과 모델 패키지입니다.
maskrcnn_resnet50_fpn은 말 그대로 ResNet50기반의 FCN 입니다.
maskrcnn_resnet50_fpn은 pre-trained model이기 때문에 따로 학습할 필요가 없습니다.
__prediction()은 Mask R-CNN 모델의 출력(masks, labels, boxes, scores)을 입력된 confidence에 따라 리턴합니다.
__get_coloured_mask()는 입력 이미지(mask)에서 인스턴스의 색을 랜덤으로 설정하여 리턴합니다.
__generate()는 __prediction()와 __get_coloured_mask()을 이용하여 인스턴스 분할 작업이 완료된 이미지를 리턴합니다.
아래는 전체 코드입니다.
[mask_rcnn.py]
import torchvision
import torchvision.transforms as T
from PIL import Image
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import cv2
import random
class InstanceSegmentation:
def __init__(self):
self.COCO_CLASS_NAMES = [
'__background__', 'person', 'bicycle', 'car', 'motorcycle', 'airplane', 'bus',
'train', 'truck', 'boat', 'traffic light', 'fire hydrant', 'N/A', 'stop sign',
'parking meter', 'bench', 'bird', 'cat', 'dog', 'horse', 'sheep', 'cow',
'elephant', 'bear', 'zebra', 'giraffe', 'N/A', 'backpack', 'umbrella', 'N/A', 'N/A',
'handbag', 'tie', 'suitcase', 'frisbee', 'skis', 'snowboard', 'sports ball',
'kite', 'baseball bat', 'baseball glove', 'skateboard', 'surfboard', 'tennis racket',
'bottle', 'N/A', 'wine glass', 'cup', 'fork', 'knife', 'spoon', 'bowl',
'banana', 'apple', 'sandwich', 'orange', 'broccoli', 'carrot', 'hot dog', 'pizza',
'donut', 'cake', 'chair', 'couch', 'potted plant', 'bed', 'N/A', 'dining table',
'N/A', 'N/A', 'toilet', 'N/A', 'tv', 'laptop', 'mouse', 'remote', 'keyboard', 'cell phone',
'microwave', 'oven', 'toaster', 'sink', 'refrigerator', 'N/A', 'book',
'clock', 'vase', 'scissors', 'teddy bear', 'hair drier', 'toothbrush'
]
# Load a pre-trained Mask R-CNN model
self.model = torchvision.models.detection.maskrcnn_resnet50_fpn(pretrained=True)
self.model.eval()
def __get_coloured_mask(self, mask):
colors = [[0, 255, 0], [0, 0, 255], [255, 0, 0], [0, 255, 255], [255, 255, 0], [255, 0, 255], [80, 70, 180],
[250, 80, 190], [245, 145, 50], [70, 150, 250], [50, 190, 190]]
r = np.zeros_like(mask).astype(np.uint8)
g = np.zeros_like(mask).astype(np.uint8)
b = np.zeros_like(mask).astype(np.uint8)
r[mask == 1], g[mask == 1], b[mask == 1] = colors[random.randrange(0, 10)]
colored_mask = np.stack([r, g, b], axis=2)
return colored_mask
def __prediction(self, img_path, confidence):
img = Image.open(img_path)
transform = T.Compose([T.ToTensor()])
img = transform(img)
pred = self.model([img])
pred_score = list(pred[0]['scores'].detach().numpy())
pred_t = [pred_score.index(x) for x in pred_score if x > confidence][-1]
masks = (pred[0]['masks'] > 0.5).squeeze().detach().cpu().numpy()
pred_class = [self.COCO_CLASS_NAMES[i] for i in list(pred[0]['labels'].numpy())]
pred_boxes = [[(i[0], i[1]), (i[2], i[3])] for i in list(pred[0]['boxes'].detach().numpy())]
masks = masks[:pred_t + 1]
pred_boxes = pred_boxes[:pred_t + 1]
pred_class = pred_class[:pred_t + 1]
return masks, pred_boxes, pred_class
def generate(self, img_path, confidence=0.5, rect_th=2, text_size=1.5, text_th=2):
img = cv2.imread(img_path)
img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)
masks, boxes, pred_cls = self.__prediction(img_path, confidence)
for i in range(len(masks)):
rgb_mask = self.__get_coloured_mask(masks[i])
img = cv2.addWeighted(img, 1, rgb_mask, 0.5, 0)
cv2.rectangle(img, tuple(map(round, boxes[i][0])), tuple(map(round, boxes[i][1])), color=(0, 255, 0), thickness=rect_th)
cv2.putText(img, pred_cls[i], tuple(map(round, (boxes[i][0][0], boxes[i][0][1] - 10))), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, text_size, (0, 255, 0), thickness=text_th)
return img
segmentation = InstanceSegmentation()
image_path = 'image.jpg'
image = cv2.imread(image_path)
image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
instance_segmentation = segmentation.generate(image_path, confidence=0.7)
# Visualize the input image
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.imshow(image)
plt.title('Input Image')
plt.axis('off')
# Visualize the predicted segmentation mask
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.imshow(instance_segmentation)
plt.title('Instance Segmentation')
plt.axis('off')
plt.tight_layout()
plt.show()
'AI > TensorFlow & PyTorch' 카테고리의 다른 글
[PyTorch] FCN을 이용한 시맨틱 분할 (0) | 2023.07.11 |
---|---|
[PyTorch] Faster R-CNN을 이용한 객체 탐지 (0) | 2023.07.09 |
[TensorFlow] InceptionV3을 이용한 이미지 검색 (0) | 2023.06.19 |
[PyTorch] CNNs을 이용한 이미지 분류 (1) | 2023.06.15 |
[TensorFlow] CNNs을 이용한 이미지 분류 (0) | 2023.06.15 |