ValueError: установка элемента массива с последовательностью - передача списка в словаре в DataGenerator - PullRequest
0 голосов
/ 20 февраля 2020

Я работаю над проблемой с несколькими метками в keras. Чтобы работать с большим объемом данных, чтобы избежать проблем с памятью, я реализовал собственный генератор данных.

До сих пор я работаю с CSV-файлом с идентификаторами, именами файлов и соответствующими им метками (всего 21), которые выглядит следующим образом:

Filename  label1  label2  label3  label4  ...   ID
abc1.jpg    1       0       0       1     ...  id-1
def2.jpg    1       0       0       1     ...  id-2
ghi3.jpg    1       0       0       1     ...  id-3
...

Я помещаю идентификаторы и метки в словари, которые имеют следующий вывод:

partition: {'train': ['id-1','id-2','id-3',...], 'validation': ['id-7','id-14','id-21',...]}
labels:    {'id-0': [1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1],
            'id-1': [1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1],
            'id-2': [1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1],
             ...}

Все мои изображения преобразуются в массивы и сохраняются в одном npy файлы. id-1.npy, id-2.npy ...

Затем я выполняю свой код:

import numpy as np
import keras
from keras.layers import *
from keras.models import Sequential

class DataGenerator(keras.utils.Sequence):
    'Generates data for Keras'
    def __init__(self, list_IDs, labels, batch_size=32, dim=(224,224), n_channels=3,
                 n_classes=21, shuffle=True):
        'Initialization'
        self.dim = dim
        self.batch_size = batch_size
        self.labels = labels
        self.list_IDs = list_IDs
        self.n_channels = n_channels
        self.n_classes = n_classes
        self.shuffle = shuffle
        self.on_epoch_end()

    def __len__(self):
        'Denotes the number of batches per epoch'
        return int(np.floor(len(self.list_IDs) / self.batch_size))

    def __getitem__(self, index):
        'Generate one batch of data'
        # Generate indexes of the batch
        indexes = self.indexes[index*self.batch_size:(index+1)*self.batch_size]

        # Find list of IDs
        list_IDs_temp = [self.list_IDs[k] for k in indexes]

        # Generate data
        X, y = self.__data_generation(list_IDs_temp)

        return X, y

    def on_epoch_end(self):
        'Updates indexes after each epoch'
        self.indexes = np.arange(len(self.list_IDs))
        if self.shuffle == True:
            np.random.shuffle(self.indexes)

    def __data_generation(self, list_IDs_temp):
        'Generates data containing batch_size samples' # X : (n_samples, *dim, n_channels)
        # Initialization
        X = np.empty((self.batch_size, *self.dim, self.n_channels))
        y = np.empty((self.batch_size), dtype=int)

        # Generate data
        for i, ID in enumerate(list_IDs_temp):
            # Store sample
            X[i,] = np.load('Folder with npy files/' + ID + '.npy')

            # Store class
            y[i] = self.labels[ID]

        return X, keras.utils.to_categorical(y, num_classes=self.n_classes)
# Parameters
params = {'dim': (224, 224),
          'batch_size': 32,
          'n_classes': 21,
          'n_channels': 3,
          'shuffle': True}

# Datasets
partition = partition
labels = labels

# Generators
training_generator = DataGenerator(partition['train'], labels, **params)
validation_generator = DataGenerator(partition['validation'], labels, **params)

# Design model
model = Sequential()

model.add(Conv2D(32, (3,3), input_shape=(224, 224, 3)))
model.add(Activation('relu'))
model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2,2)))

...

model.add(Flatten())
model.add(Dense(64))
model.add(Activation('relu'))
model.add(Dense(21))
model.add(Activation('softmax'))

model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='rmsprop', metrics=['accuracy'])

# Train model on dataset
model.fit_generator(generator=training_generator,
                    validation_data=validation_generator)

, и возникает следующая ошибка: ValueError: при установке элемента массива с последовательностью

следующая часть ошибки представляется критической:

<ipython-input-58-fedc63607310> in __getitem__(self, index)
     31 
     32         # Generate data
---> 33         X, y = self.__data_generation(list_IDs_temp)
     34 
     35         return X, y

<ipython-input-58-fedc63607310> in __data_generation(self, list_IDs_temp)
     53 
     54             # Store class
---> 55             y[i] = self.labels[ID]
     56 
     57         return X, keras.utils.to_categorical(y, num_classes=self.n_classes)

, как только я заменю labels с начала на следующую код выполняется:

labels = {'id-0': 0,
          'id-1': 2,
          'id-2': 1,
          ...}

Я все еще хочу передать несколько меток в DataGenerator, поэтому я решил поместить список в словарь, как показано в начале, но это дает мне ValueError. Как я могу в любом случае передать несколько значений для одного идентификатора в DataGenerator, как предложено? Что я должен настроить? Намек или фрагмент кода я очень ценю.

1 Ответ

1 голос
/ 20 февраля 2020

Если я хорошо понимаю ваш код, вот проблема:

y = np.empty((self.batch_size), dtype=int)

Вы создаете пустой массив 1D, но здесь:

y[i] = self.labels[ID]

Вы заполняете его последовательностью :

'id-0': [1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1]

Чтобы работать, вам нужно создать массив меток с формой вашего размера batch_size и длиной вашей последовательности:

y = np.empty((self.batch_size, len(sequence)), dtype=int)

EDIT

to_categorical предназначен для кодирования категориального признака в виде массивов, таких как [0, 0, 0, 1], [0, 0, 1, 0] и т. д. c Но вы кормите последовательности, а не категориальные признаки.
Путем подачи последовательностей к вашей сети вы не хотите, чтобы one_hot кодировал его, поэтому замените:

return X, keras.utils.to_categorical(y, num_classes=self.n_classes)

на:

return X, y

Рекомендация из последнего комментария

Проблема в том, что Ваша активация Softmax попытается дать лучший результат правильному классу, но здесь вы даете массив последовательностей, который softmax будет интерпретировать с несколькими «правильными классами»:

Например: если у вас есть 3 метки [1, 2 , 3], при кодировании one_hot у вас будет [1, 0, 0], [0, 1, 0 ], [0, 0, 1], есть только один «1» для каждого закодированного массива меток, один правильный класс, softmax попытается увеличить этот класс как можно больше.
Но в вашем случае вы предоставляете массивы с несколько «1»: с этим: [1, 0, 1] softmax не знает, какой класс дает лучший результат.

Поэтому я бы порекомендовал, чтобы вы начали с 21 метки [0,1,2,3, ..], а затем one_hot кодировали этот массив и передавали его своей сети.
Если вы действительно нужна эта последовательность, вам нужно найти другое решение!

Надеюсь, мне ясно!

...