【人工智能前沿弄潮】—— SAM系列：SAM自动生成物体mask

SAM自动生成物体mask

由于SAM可以高效处理提示，可以通过在图像上抽样大量的提示来生成整个图像的mask。这种方法被用来生成数据集SA-1B。

类SamAutomaticMaskGenerator实现了这个功能。它通过在图像上的网格中对单点输入提示进行抽样，从每个提示中SAM可以预测多个mask。然后，使用非极大值抑制对mask进行质量过滤和去重。其他选项允许进一步提高mask的质量和数量，例如在图像的多个裁剪上运行预测，或者对mask进行后处理以去除小的不连通区域和孔洞。

设置

import numpy as np
import torch
import matplotlib.pyplot as plt
import cv2

def show_anns(anns):
    if len(anns) == 0:
        return
    sorted_anns = sorted(anns, key=(lambda x: x['area']), reverse=True)
    ax = plt.gca()
    ax.set_autoscale_on(False)

    img = np.ones((sorted_anns[0]['segmentation'].shape[0], sorted_anns[0]['segmentation'].shape[1], 4))
    img[:,:,3] = 0
    for ann in sorted_anns:
        m = ann['segmentation']
        color_mask = np.concatenate([np.random.random(3), [0.35]])
        img[m] = color_mask
    ax.imshow(img)

示例图像

image = cv2.imread('images/dog.jpg')
image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)

plt.figure(figsize=(20,20))
plt.imshow(image)
plt.axis('off')
plt.show()

自动mask生成

要运行自动mask生成，将一个SAM模型提供给SamAutomaticMaskGenerator类。在下面设置SAM检查点的路径。建议在CUDA上运行并使用默认模型。

import sys
sys.path.append("..")
from segment_anything import sam_model_registry, SamAutomaticMaskGenerator, SamPredictor

sam_checkpoint = "sam_vit_h_4b8939.pth"
model_type = "vit_h"

device = "cuda"

sam = sam_model_registry[model_type](checkpoint=sam_checkpoint)
sam.to(device=device)

mask_generator = SamAutomaticMaskGenerator(sam)

要生成mask，只需在图像上运行generate。

masks = mask_generator.generate(image)

mask生成返回一个mask列表，其中每个mask是一个包含有关mask的各种数据的字典。这些键包括：

• segmentation：mask
• area：mask的面积（以像素为单位）
• bbox：mask的边界框（XYWH格式）
• predicted_iou：模型对mask质量的预测
• point_coords：生成此mask的抽样输入点
• stability_score：mask质量的附加衡量指标
• crop_box：用于生成此mask的图像裁剪（XYWH格式）

print(len(masks))
print(masks[0].keys())

dict_keys(['segmentation', 'area', 'bbox', 'predicted_iou', 'point_coords', 'stability_score', 'crop_box'])

显示所有mask叠加在图像上。

plt.figure(figsize=(20,20))
plt.imshow(image)
show_anns(masks)
plt.axis('off')
plt.show() 

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自动mask生成选项

自动mask生成中有几个可调参数，用于控制点是如何抽样的，以及移除低质量或重复mask的阈值是什么。此外，可以自动在图像的裁剪上运行生成，以在较小的对象上获得更好的性能，并且后处理可以去除杂散像素和孔洞。以下是一个示例配置，用于抽样更多的mask：

mask_generator_2 = SamAutomaticMaskGenerator(
    model=sam,
    points_per_side=32,
    pred_iou_thresh=0.86,
    stability_score_thresh=0.92,
    crop_n_layers=1,
    crop_n_points_downscale_factor=2,
    min_mask_region_area=100,  # Requires open-cv to run post-processing
)

masks2 = mask_generator_2.generate(image)

len(masks2)

90

plt.figure(figsize=(20,20))
plt.imshow(image)
show_anns(masks2)
plt.axis('off')
plt.show() 

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