PASCAL VOC数据集语义分割:解决标签值错误与数据增强不同步问题的优化方案

PASCAL VOC

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错误原因分析:

  • Assertion错误: 错误信息显示 Assertion 't >= 0 && t < n_classes' failed.,这意味着在计算损失时,标签t的值不在预期的类别范围内,即t小于0或大于等于类别数量。

  • 标签值问题: 在 PASCAL VOC 数据集中,标签图像中的像素值范围是 0 到 20(共21个类别),但其中有些像素值为 255,用于表示“忽略”或“无效”区域。

  • 损失函数配置: 使用 nn.CrossEntropyLoss 时,如果不指定 ignore_index 参数,默认情况下不会忽略任何标签值。当标签中存在值为 255 的像素时,就会触发上述断言错误。

  • 数据增强同步问题:data_transformstarget_transforms 中,图像和标签分别进行了数据增强,但这些变换并未同步。例如,随机裁剪和翻转等操作需要同时应用于图像和对应的标签,否则会导致标签与图像不匹配,进而产生错误。

解决方案:

  1. 修改损失函数: 在定义损失函数时,添加 ignore_index=255,以忽略标签中值为 255 的像素。

    criterion = nn.CrossEntropyLoss(ignore_index=255)
    
  2. 同步数据增强: 确保对图像和标签应用相同的随机变换。为此,可以创建自定义的变换类,使得图像和标签同时进行相同的变换。

  3. 调整标签的预处理: 在对标签进行转换时,避免使用可能改变像素值的操作。例如,不要对标签应用可能引入新像素值的插值或归一化操作。

  4. 修正代码中的重复输出: 确保 if __name__ == '__main__': 下的代码缩进正确,避免脚本被多次执行。

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**说明:**

- **自定义联合变换类 `JointTransform`:** 该类确保对图像和标签应用相同的随机变换,包括随机裁剪和随机水平翻转。这避免了图像和标签不匹配的问题。

- **标签转换:** 在 `JointTransform` 中,标签在转换后被转换为 `torch.LongTensor`,并确保标签的值范围正确。

- **损失函数:** 在定义损失函数时,添加了 `ignore_index=255`,以忽略标签中值为 255 的像素。

- **训练循环中的标签处理:** 在训练和验证过程中,标签直接被传递到模型和损失函数中,避免了不必要的类型转换。

- **修正了重复输出的问题:** 确保 `if __name__ == '__main__':` 下的代码缩进正确,避免脚本被多次执行。

通过上述修改,代码应能正确运行,避免之前的错误。同时,数据增强的同步应用可以提高模型的泛化能力。

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