deeplabv3+源码之慢慢解析6 第二章datasets文件夹(1)voc.py--voc_cmap函数和download_extract函数

系列文章目录（更新中）

第一章deeplabv3+源码之慢慢解析 根目录(1)main.py–get_argparser函数
第一章deeplabv3+源码之慢慢解析 根目录(2)main.py–get_dataset函数
第一章deeplabv3+源码之慢慢解析 根目录(3)main.py–validate函数
第一章deeplabv3+源码之慢慢解析 根目录(4)main.py–main函数
第一章deeplabv3+源码之慢慢解析 根目录(5)predict.py–get_argparser函数和main函数

第二章deeplabv3+源码之慢慢解析 datasets文件夹(1)voc.py–voc_cmap函数和download_extract函数
第二章deeplabv3+源码之慢慢解析 datasets文件夹(2)voc.py–VOCSegmentation类
第二章deeplabv3+源码之慢慢解析 datasets文件夹(3)cityscapes.py–Cityscapes类
第二章deeplabv3+源码之慢慢解析 datasets文件夹(4)utils.py–6个小函数

第三章deeplabv3+源码之慢慢解析 metrics文件夹stream_metrics.py–StreamSegMetrics类和AverageMeter类

第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(a1)hrnetv2.py–4个函数和可执行代码
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(a2)hrnetv2.py–Bottleneck类和BasicBlock类
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(a3)hrnetv2.py–StageModule类
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(a4)hrnetv2.py–HRNet类
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(b1)mobilenetv2.py–2个类和2个函数
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(b2)mobilenetv2.py–MobileNetV2类和mobilenet_v2函数
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(c1)resnet.py–2个基础函数，BasicBlock类和Bottleneck类
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(c2)resnet.py–ResNet类和10个不同结构的调用函数
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(d1)xception.py–SeparableConv2d类和Block类
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(1)backbone文件夹(d2)xception.py–Xception类和xception函数
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(2)_deeplab.py–ASPP相关的4个类和1个函数
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(3)_deeplab.py–DeepLabV3类，DeepLabHeadV3Plus类和DeepLabHead类
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(4)modeling.py–5个私有函数（4个骨干网，1个模型载入）
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(5)modeling.py–12个调用函数
第四章deeplabv3+源码之慢慢解析 network文件夹(6)utils.py–_SimpleSegmentationModel类和IntermediateLayerGetter类

第五章deeplabv3+源码之慢慢解析 utils文件夹(1)ext_transforms.py.py–[17个类]
第五章deeplabv3+源码之慢慢解析 utils文件夹(2)loss.py–[1个类]
第五章deeplabv3+源码之慢慢解析 utils文件夹(3)scheduler.py–[1个类]
第五章deeplabv3+源码之慢慢解析 utils文件夹(4)utils.py–[1个类,4个函数]
第五章deeplabv3+源码之慢慢解析 utils文件夹(5)visualizer.py–[1个类]
总结

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前期准备和说明

提示：源码众多，此次选这个版本pytorch版

1. 已经搞明白了第一章各个函数的意图。
2. 本章讲述的是数据预处理相关的代码。
3. 每次只说一个大函数或大类（如果函数和类足够小，就讲多个），尽量足够简单。

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总体目录

提示：本章讲解的是总体结构如下datasets文件夹下的内容。

1. data文件夹下存放的是下载后解压的数据，总体上readme.md说的挺详细的，在第一章的get_dataset函数中有介绍和截图，可以参阅。
2. 从本章起，init.py不做单独介绍（作用是将文件夹变为一个Python模块），在每章的第一节作为一个部分简要介绍。Python中的基础薄弱的，init.py的作用看此链接。

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init.py

#从两个文件模块导入了两个类，后文有详细说明
from .voc import VOCSegmentation
from .cityscapes import Cityscapes

voc.py导入

#都是基本操作
import os
import sys
import tarfile
import collections
import torch.utils.data as data
import shutil
import numpy as np

from PIL import Image
from torchvision.datasets.utils import download_url, check_integrity

1. 导入部分，都是常用包，不理解的单独搜索即可。
2. voc.py中一共由4个部分组成：1个字典DATASET_YEAR_DICT ，2个函数voc_cmap函数和download_extract函数，1个类VOCSegmentation，本节说除了类的其他3个部分。

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DATASET_YEAR_DICT字典

字典部分就是列举了数据集每个年份的下载链接url，文件名filename，校验码md5，和对应的目录路径base_dir。

DATASET_YEAR_DICT = {
    '2012': {
        'url': 'http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2012/VOCtrainval_11-May-2012.tar',
        'filename': 'VOCtrainval_11-May-2012.tar',
        'md5': '6cd6e144f989b92b3379bac3b3de84fd',
        'base_dir': 'VOCdevkit/VOC2012'
    },
    '2011': {
        'url': 'http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2011/VOCtrainval_25-May-2011.tar',
        'filename': 'VOCtrainval_25-May-2011.tar',
        'md5': '6c3384ef61512963050cb5d687e5bf1e',
        'base_dir': 'TrainVal/VOCdevkit/VOC2011'
    },
    '2010': {
        'url': 'http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2010/VOCtrainval_03-May-2010.tar',
        'filename': 'VOCtrainval_03-May-2010.tar',
        'md5': 'da459979d0c395079b5c75ee67908abb',
        'base_dir': 'VOCdevkit/VOC2010'
    },
    '2009': {
        'url': 'http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2009/VOCtrainval_11-May-2009.tar',
        'filename': 'VOCtrainval_11-May-2009.tar',
        'md5': '59065e4b188729180974ef6572f6a212',
        'base_dir': 'VOCdevkit/VOC2009'
    },
    '2008': {
        'url': 'http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2008/VOCtrainval_14-Jul-2008.tar',
        'filename': 'VOCtrainval_11-May-2012.tar',
        'md5': '2629fa636546599198acfcfbfcf1904a',
        'base_dir': 'VOCdevkit/VOC2008'
    },
    '2007': {
        'url': 'http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2007/VOCtrainval_06-Nov-2007.tar',
        'filename': 'VOCtrainval_06-Nov-2007.tar',
        'md5': 'c52e279531787c972589f7e41ab4ae64',
        'base_dir': 'VOCdevkit/VOC2007'
    }
}

voc_cmap函数

提示：新手注意：这个函数是处理VOC数据集特有的，自己的数据集不一定要使用，对比cityscape数据集就没有。此处结果大小返回有256个，只用到前21个对应VOC数据集的21个标注类，其他的为未标注。后附补充链接。

def voc_cmap(N=256, normalized=False):
    def bitget(byteval, idx):
        return ((byteval & (1 << idx)) != 0)   #后补链接。1<

    dtype = 'float32' if normalized else 'uint8'
    cmap = np.zeros((N, 3), dtype=dtype)
    for i in range(N):       #N=256,即0-255
        r = g = b = 0
        c = i
        for j in range(8):
            r = r | (bitget(c, 0) << 7-j)  #单纯的计算，如第一个循环bitget(0, 0)=False,False<<7得到0，0|0得到0。经过8次循环得到一个r的数值。
            g = g | (bitget(c, 1) << 7-j)   #同上过程，经过8次循环得到一个g的数值。
            b = b | (bitget(c, 2) << 7-j)   #同上过程，经过8次循环得到一个b的数值。
            c = c >> 3                 #右移3位，即除以8.

        cmap[i] = np.array([r, g, b])  #经过256次循环得到一个cmap数组。这个数组的值是固定的，需要的话，可以单独输出看一下。但其中只有前21个对应VOC数据集的21个颜色（即21个类）。

    cmap = cmap/255 if normalized else cmap
    return cmap

download_extract函数

提示：此函数位于文件末尾，就是数据的下载校验和解压缩。

def download_extract(url, root, filename, md5):               #按url下载，MD5校验
    download_url(url, root, filename, md5)     #download_url来自torchvision.datasets.utils，导入的最后一行。
    with tarfile.open(os.path.join(root, filename), "r") as tar:   #tar文件解压缩
        tar.extractall(path=root)

Tips

1. 补python中的左移<<和右移>>运算

2. 补VOC数据集21个类，21种颜色说明。

3. 下一节是VOC数据集最重要的VOCSegmentation类。