Spaces:
Sleeping
Sleeping
Upload model.py with huggingface_hub
Browse files
model.py
ADDED
|
@@ -0,0 +1,178 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
"""
|
| 2 |
+
P3 모델 -- Fashionpedia 2-Stage Model (Fashion Image Segmentation · Attribute Tagging)
|
| 3 |
+
|
| 4 |
+
[Stage 1] build_maskrcnn() -- Mask R-CNN ResNet50-FPN v2 (COCO pretrained)
|
| 5 |
+
· box/mask predictor 를 Fashionpedia 47-class(46 카테고리 + background) 로 교체
|
| 6 |
+
· 입력: List[Tensor[3,H,W]] / 출력: train→loss dict, eval→예측 List[Dict]
|
| 7 |
+
|
| 8 |
+
[Stage 2] AttributeClassifier -- ResNet-50 기반 multi-label 속성 분류
|
| 9 |
+
· 입력: Tensor[B,3,224,224] (배경 제거된 crop)
|
| 10 |
+
· 출력: logits [B,294] (sigmoid 는 BCEWithLogitsLoss 내부에서)
|
| 11 |
+
|
| 12 |
+
[헬퍼] build_model(stage, **kwargs) -- 'maskrcnn' / 'attribute' 분기
|
| 13 |
+
|
| 14 |
+
[중요] Stage 1 label 은 dataset 에서 category_id+1 로 들어온다 (0=background).
|
| 15 |
+
따라서 num_classes=47, 추론 결과를 보여줄 땐 label-1 로 되돌린다.
|
| 16 |
+
"""
|
| 17 |
+
|
| 18 |
+
from __future__ import annotations
|
| 19 |
+
|
| 20 |
+
from typing import List
|
| 21 |
+
|
| 22 |
+
import torch
|
| 23 |
+
import torch.nn as nn
|
| 24 |
+
|
| 25 |
+
import torchvision
|
| 26 |
+
from torchvision.models.detection import (
|
| 27 |
+
maskrcnn_resnet50_fpn_v2,
|
| 28 |
+
MaskRCNN_ResNet50_FPN_V2_Weights,
|
| 29 |
+
)
|
| 30 |
+
from torchvision.models.detection.faster_rcnn import FastRCNNPredictor
|
| 31 |
+
from torchvision.models.detection.mask_rcnn import MaskRCNNPredictor
|
| 32 |
+
|
| 33 |
+
|
| 34 |
+
# ============================================================================
|
| 35 |
+
# Stage 1: Mask R-CNN
|
| 36 |
+
# ============================================================================
|
| 37 |
+
|
| 38 |
+
def build_maskrcnn(num_classes: int = 47, pretrained: bool = True) -> nn.Module:
|
| 39 |
+
"""Mask R-CNN ResNet50-FPN v2 를 Fashionpedia 용으로 만든다.
|
| 40 |
+
|
| 41 |
+
COCO 로 사전학습된 모델을 불러온 뒤, 마지막 분류/마스크 head 만 우리 클래스 수
|
| 42 |
+
(47 = 46 카테고리 + background)에 맞게 갈아끼운다. backbone(특징 추출부)은
|
| 43 |
+
COCO 가중치를 그대로 살려 전이학습한다.
|
| 44 |
+
|
| 45 |
+
Args:
|
| 46 |
+
num_classes (int): 클래스 수 (background 포함). Fashionpedia 는 47.
|
| 47 |
+
pretrained (bool): COCO 사전학습 가중치 사용 여부.
|
| 48 |
+
|
| 49 |
+
Returns:
|
| 50 |
+
nn.Module: head 가 교체된 Mask R-CNN.
|
| 51 |
+
· train(): model(images, targets) → loss dict
|
| 52 |
+
· eval(): model(images) → [{boxes,labels,scores,masks}, ...]
|
| 53 |
+
"""
|
| 54 |
+
weights = MaskRCNN_ResNet50_FPN_V2_Weights.COCO_V1 if pretrained else None
|
| 55 |
+
model = maskrcnn_resnet50_fpn_v2(weights=weights)
|
| 56 |
+
|
| 57 |
+
# 1) 박스 분류 head 교체 (cls_score / bbox_pred 를 num_classes 로)
|
| 58 |
+
in_features = model.roi_heads.box_predictor.cls_score.in_features
|
| 59 |
+
model.roi_heads.box_predictor = FastRCNNPredictor(in_features, num_classes)
|
| 60 |
+
|
| 61 |
+
# 2) 마스크 예측 head 교체
|
| 62 |
+
in_channels_mask = model.roi_heads.mask_predictor.conv5_mask.in_channels
|
| 63 |
+
hidden_dim = 256
|
| 64 |
+
model.roi_heads.mask_predictor = MaskRCNNPredictor(in_channels_mask, hidden_dim, num_classes)
|
| 65 |
+
|
| 66 |
+
return model
|
| 67 |
+
|
| 68 |
+
|
| 69 |
+
# ============================================================================
|
| 70 |
+
# Stage 2: Attribute Classifier
|
| 71 |
+
# ============================================================================
|
| 72 |
+
|
| 73 |
+
class AttributeClassifier(nn.Module):
|
| 74 |
+
"""ResNet-50 기반 multi-label 속성 분류기 (Stage 2).
|
| 75 |
+
|
| 76 |
+
배경이 제거된 인스턴스 crop 을 받아 294개 속성에 대한 logit 을 출력한다.
|
| 77 |
+
backbone(특징 추출부)은 ImageNet 사전학습 가중치를 쓰고, 그 위에 새 분류 head 를 얹는다.
|
| 78 |
+
|
| 79 |
+
구조:
|
| 80 |
+
backbone : ResNet-50 (GAP/fc 제거) → feature map [B, 2048, 7, 7]
|
| 81 |
+
head : GAP → Dropout → Linear(2048→512) → ReLU → Dropout → Linear(512→294)
|
| 82 |
+
|
| 83 |
+
Args:
|
| 84 |
+
backbone (str): 'resnet50' (그 외 이름은 timm 으로 생성 시도).
|
| 85 |
+
num_attrs (int): 속성 수 (294).
|
| 86 |
+
pretrained (bool): ImageNet 사전학습 사용 여부.
|
| 87 |
+
dropout (float): 드롭아웃 비율.
|
| 88 |
+
"""
|
| 89 |
+
|
| 90 |
+
def __init__(
|
| 91 |
+
self,
|
| 92 |
+
backbone: str = "resnet50",
|
| 93 |
+
num_attrs: int = 294,
|
| 94 |
+
pretrained: bool = True,
|
| 95 |
+
dropout: float = 0.3,
|
| 96 |
+
) -> None:
|
| 97 |
+
super().__init__()
|
| 98 |
+
self.num_attrs = num_attrs
|
| 99 |
+
|
| 100 |
+
if backbone == "resnet50":
|
| 101 |
+
from torchvision.models import resnet50, ResNet50_Weights
|
| 102 |
+
weights = ResNet50_Weights.IMAGENET1K_V2 if pretrained else None
|
| 103 |
+
net = resnet50(weights=weights)
|
| 104 |
+
self.feature_dim = net.fc.in_features # 2048
|
| 105 |
+
# 마지막 avgpool(GAP) + fc 를 떼어내 feature map 추출부만 남긴다
|
| 106 |
+
self.backbone = nn.Sequential(*list(net.children())[:-2])
|
| 107 |
+
else:
|
| 108 |
+
import timm
|
| 109 |
+
# global_pool='' → GAP 미적용 feature map, num_classes=0 → fc 제거
|
| 110 |
+
self.backbone = timm.create_model(
|
| 111 |
+
backbone, pretrained=pretrained, num_classes=0, global_pool=""
|
| 112 |
+
)
|
| 113 |
+
self.feature_dim = self.backbone.num_features
|
| 114 |
+
|
| 115 |
+
# 분류 head (GAP 포함). sigmoid 는 적용하지 않음 (BCEWithLogitsLoss).
|
| 116 |
+
self.head = nn.Sequential(
|
| 117 |
+
nn.AdaptiveAvgPool2d((1, 1)),
|
| 118 |
+
nn.Flatten(1),
|
| 119 |
+
nn.Dropout(dropout),
|
| 120 |
+
nn.Linear(self.feature_dim, 512),
|
| 121 |
+
nn.ReLU(inplace=True),
|
| 122 |
+
nn.Dropout(dropout),
|
| 123 |
+
nn.Linear(512, num_attrs),
|
| 124 |
+
)
|
| 125 |
+
|
| 126 |
+
def forward(self, x: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
|
| 127 |
+
"""순전파.
|
| 128 |
+
|
| 129 |
+
Args:
|
| 130 |
+
x (torch.Tensor): [B, 3, 224, 224]
|
| 131 |
+
|
| 132 |
+
Returns:
|
| 133 |
+
torch.Tensor: logits [B, num_attrs] (sigmoid 전)
|
| 134 |
+
"""
|
| 135 |
+
features = self.backbone(x) # [B, 2048, 7, 7]
|
| 136 |
+
logits = self.head(features) # [B, num_attrs]
|
| 137 |
+
return logits
|
| 138 |
+
|
| 139 |
+
def get_param_groups(
|
| 140 |
+
self, backbone_lr: float = 1e-5, head_lr: float = 1e-4
|
| 141 |
+
) -> List[dict]:
|
| 142 |
+
"""backbone 과 head 에 서로 다른 학습률을 주는 파라미터 그룹.
|
| 143 |
+
|
| 144 |
+
사전학습된 backbone 은 살짝만(작은 lr), 새로 얹은 head 는 빠르게(큰 lr) 학습한다.
|
| 145 |
+
|
| 146 |
+
Args:
|
| 147 |
+
backbone_lr (float): backbone 학습률.
|
| 148 |
+
head_lr (float): head 학습률.
|
| 149 |
+
|
| 150 |
+
Returns:
|
| 151 |
+
List[dict]: optimizer 에 그대로 넘길 파라미터 그룹.
|
| 152 |
+
"""
|
| 153 |
+
return [
|
| 154 |
+
{"params": self.backbone.parameters(), "lr": backbone_lr},
|
| 155 |
+
{"params": self.head.parameters(), "lr": head_lr},
|
| 156 |
+
]
|
| 157 |
+
|
| 158 |
+
|
| 159 |
+
# ============================================================================
|
| 160 |
+
# 빌더 헬퍼
|
| 161 |
+
# ============================================================================
|
| 162 |
+
|
| 163 |
+
def build_model(stage: str, **kwargs) -> nn.Module:
|
| 164 |
+
"""stage 이름으로 알맞은 모델을 만든다.
|
| 165 |
+
|
| 166 |
+
Args:
|
| 167 |
+
stage (str): 'maskrcnn'(Stage 1) 또는 'attribute'(Stage 2).
|
| 168 |
+
**kwargs: 각 빌더로 그대로 전달 (num_classes/pretrained 또는
|
| 169 |
+
backbone/num_attrs/pretrained/dropout 등).
|
| 170 |
+
|
| 171 |
+
Returns:
|
| 172 |
+
nn.Module: 생성된 모델.
|
| 173 |
+
"""
|
| 174 |
+
if stage == "maskrcnn":
|
| 175 |
+
return build_maskrcnn(**kwargs)
|
| 176 |
+
if stage == "attribute":
|
| 177 |
+
return AttributeClassifier(**kwargs)
|
| 178 |
+
raise ValueError(f"알 수 없는 stage: {stage!r} (가능: 'maskrcnn', 'attribute')")
|