图像分类竞赛进阶技能：OpenAI-CLIP使用范例

OpenAI-CLIP

官方介绍

• 尽管深度学习已经彻底改变了计算机视觉，但目前的方法存在几个主要问题:典型的视觉数据集是劳动密集型的，创建成本高，同时只教授一组狭窄的视觉概念;标准视觉模型擅长于一项任务且仅擅长于一项任务，并且需要大量的努力来适应新的任务;在基准测试中表现良好的模型在压力测试中的表现令人失望，1234对整个计算机视觉深度学习方法产生了怀疑。

• 我们提出了一个旨在解决这些问题的神经网络:它是在各种各样的图像上训练的，有各种各样的自然语言监督，这些图像在互联网上随处可见。通过设计，可以用自然语言指导网络执行各种各样的分类基准测试，而不直接优化基准测试的性能，类似于GPT-25和GPT-3.6的“零镜头”功能。这是一个关键的变化:通过不直接优化基准测试，我们表明它变得更具代表性:我们的系统在不使用任何原始1.28M标记示例的情况下，在ImageNet零拍上与原始ResNet-507的性能匹配时，将这一“鲁棒性差距”缩小了75%。

CLIP使用示例

import numpy as np # linear algebra
import pandas as pd # data processing, CSV file I/O (e.g. pd.read_csv)
import osimport cv2
import skimage
import IPython.display
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
import numpy as np
from glob import globfrom collections import OrderedDict
import torch
import gc%matplotlib inline
%config InlineBackend.figure_format = 'retina'

安装CLIP库

openai-clip-weights链接

!pip install ../input/openaiclipweights/python-ftfy-master/python-ftfy-master
!pip install ../input/openaiclipweights/clip/CLIP
!cp ../input/openaiclipweights/CLIP-main/CLIP-main/clip/bpe_simple_vocab_16e6.txt /opt/conda/lib/python3.7/site-packages/clip/.
!gzip -k /opt/conda/lib/python3.7/site-packages/clip/bpe_simple_vocab_16e6.txt
!ls /opt/conda/lib/python3.7/site-packages/clip/.import torch
import clip
from tqdm.notebook import tqdm
from torch.utils.data import DataLoader, Datasetprint("Torch version:", torch.__version__)

• 下载几张图片用于测试

!wget https://farm8.staticflickr.com/6036/6426668771_b5b915e46c_o.jpg
!wget https://c6.staticflickr.com/8/7457/10806045045_02d3dbdcee_o.jpg
!wget https://c1.staticflickr.com/4/3267/2888764405_0a0a608604_o.jpg
!wget https://farm8.staticflickr.com/4028/4294212194_a49663b2b9_o.jpg
!wget https://c5.staticflickr.com/9/8173/8019508216_6540c8686a_o.jpg
!wget https://farm3.staticflickr.com/1146/1357102390_943c5cb999_o.jpg

• 统计图片列表

files = glob('*.jpg')
print(files)![请添加图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/13db547da25a4f7fa7dc027d4535e93d.png)

• 列出可用的CLIP预训练模型

clip.available_models()

• 列出可用的CLIP预训练权重

!ls ../input/openaiclipweights/clip/CLIP/models/

• 加载CLIP的基础视觉模型

model, preprocess = clip.load("../input/openaiclipweights/clip/CLIP/models/ViT-B-32.pt")
model.cuda().eval()

重头戏，对每一张图片我们可以提问问题，并且查看CLIP会做出什么样的回答

QUERIES = ["a dog","a cat","a elephant","a zebra","a sleeping dog","a sleeping cat","a giraffe","a poodle","animal inside a car","animal outside a car","a sofa","some animals","santa claus","ipod","two mugs","three mugs","blue sky",
] ```## 使用CLIP结合问题对图片进行打分```python
with torch.no_grad():for file in files:print(file)#加载图像数据img = Image.open(file).convert('RGB')#图片可视化plt.imshow(cv2.resize(np.array(img),(256,256)))plt.show()#使用clip对图片进行预处理img = preprocess(img).unsqueeze(0).cuda()#将图片进行编码image_embeddings = model.encode_image(img)image_embeddings/=image_embeddings.norm(dim=-1, keepdim = True)score = []#提问问题并且进行打分for query in QUERIES:text = clip.tokenize(query)cuda()#问题文本编码text_embeddings = model.encode_text(texts)text_embeddings /= text_embeddings.norm(dim=-1, keepdim=True)#计算图片和问题之间的匹配分数sc = float((image_embeddings @ text_embeddings.T).cpu().numpy())score.append(sc)print( pd.DataFrame({'query': QUERIES, 'score': score}).sort_values('score', ascending=False) )print('')print('-------------------------')print('')

数据集
petfinder-data

参考文章

OpenAI推出CLIP：连接文本与图像，Cover所有视觉分类任务
openai-CLIP