OpenSelfSup: OpenMMLab自监督表征学习代码库

自监督的表征学习领域近几个月来获得了显著的突破,特别是随着Rotation Prediction, DeepCluster, MoCo, SimCLR等简单有效的方法的诞生,大有超越有监督表征学习的趋势。然而,相信做这个领域的研究者都深有感触:

1)自监督任务复杂而多样,不同方法各有各的专用训练代码,难以结合、复用和改进;

2)评价方案不统一,不同的方法难以在公平环境下对比;

3)动辄百万千万的训练数据量,训练效率是个大问题。

针对这些问题,香港中文大学多媒体实验室和南洋理工大学的研究团队开源了一套统一的自监督学习代码库:OpenSelfSup,链接如下:

https://github.com/open-mmlab/OpenSelfSup

来源:商汤泰坦公开课

关于OpenMMLab计划

为了帮助更多的同学在复现上少走弯路,并且实现可以在一个相同的环境下比较不同的settings, 香港中文大学多媒体实验室(MMLab)推出了OpenMMLab计划。OpenMMLab是一个用于多个重要研究领域的开源的代码库,力求在代码的质量和整体架构比别的代码库更具有优势,其目标是做到“Open-source、Unified、Reproducible”。

OpenSelfSup

OpenSelfSup: OpenMMLab自监督表征学习代码库_第1张图片

统一的代码框架和模块化设计

OpenSelfSup使用PyTorch实现,支持基于分类、重建、聚类、memory bank、contrastive learning的多种自监督学习框架,目前收录了Relative Location, Rotation Prediction, DeepCluster, OnlineDeepCluster, NPID, MoCo, SimCLR等一系列表现较好的自监督表征学习方法,后续还将会陆续跟进学术界最新算法。这个框架下,每个算法被拆解为backbone, neck, head, memory_bank (optional), hook(optional) 等几个可独立设计的模块,每个模块提供了多个可选方案,也可以自己来设计各个模块。例如下面是OpenSelfSup中SimCLR的backbone, neck和head设计。

OpenSelfSup: OpenMMLab自监督表征学习代码库_第2张图片

标准化的评测方案

OpenSelfSup目前支持ImageNet/Place205 Linear Classification, ImageNet Semi-Supervised Classification, PASCAL VOC07 Linear SVM, PASCAL VOC / COCO Object Detection等多个标准的评测方案。可以做到一行命令跑评测,非常方便。

高效率的分布式训练

OpenSelfSup中收录的算法全部都实现了多机多卡的分布式训练、提特征和测试。

上手容易

环境配置,数据配置都有from scratch的脚本或者详细的指导,简单易行。训练和测试现有算法,都只需要一行命令搞定。

高效率的分布式训练

● 改进现有算法。OpenSelfSup用config文件来定义各种参数和模块,方便修改。config中还支持一些较复杂的调整,比如data augmentation的组合、learning rate schedule、独立调整某些网络参数的优化参数等。例如,你希望单独调整head中fully-connected layer的momentum和learning rate,或者backbone中某几层的weight decay等等,可以在config中optimizer: paramwise_option下用正则表达式筛选出对应网络参数然后指定这些值,而不需要改动代码。如下是DeepCluster中指定head (fc layer)的momentum为0的设置。

OpenSelfSup: OpenMMLab自监督表征学习代码库_第3张图片

● 使用自己的训练数据。OpenSelfSup将数据处理和数据源解耦,使用自己的训练数据,只需要新增一个自己的data source文件,并在config中指定即可。

● 设计自己的算法。高度模块化的设计使得自己设计算法变得非常简单。你只需要设计自己的模块或者复用现有模块,然后新建一个模型文件将这些模块组织起来即可。如果你的算法包含间隔iteration、间隔epoch的操作,例如DeepCluster需要在每个epoch结束后对训练集做聚类,也只需要新建一个hook来定义这些操作,并在config中设置这个hook就行了,hook的调用是自动进行的。如下是DeepClusterHook中初始聚类和每n个epoch后做聚类的操作。

OpenSelfSup: OpenMMLab自监督表征学习代码库_第4张图片

结语

OpenSelfSup是一个长期维护的开源项目,旨在方便学术界和工业届的研究者推动这个领域继续前行。也希望有兴趣的研究者、开发者帮助继续完善OpenSelfSup,为这个领域贡献自己的力量。

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