🚀 視覺變換器(大尺寸模型)
視覺變換器(ViT)是一種基於Transformer架構的圖像分類模型。它先在大規模圖像數據集上進行預訓練,學習圖像的通用特徵,再在特定數據集上進行微調,以適應具體的圖像分類任務,具有強大的圖像特徵提取和分類能力。
🚀 快速開始
你可以使用原始模型進行圖像分類。請查看模型中心,以查找針對你感興趣的任務進行微調的版本。
基礎用法
from transformers import ViTFeatureExtractor, ViTForImageClassification
from PIL import Image
import requests
url = 'http://images.cocodataset.org/val2017/000000039769.jpg'
image = Image.open(requests.get(url, stream=True).raw)
feature_extractor = ViTFeatureExtractor.from_pretrained('google/vit-large-patch16-384')
model = ViTForImageClassification.from_pretrained('google/vit-large-patch16-384')
inputs = feature_extractor(images=image, return_tensors="pt")
outputs = model(**inputs)
logits = outputs.logits
predicted_class_idx = logits.argmax(-1).item()
print("Predicted class:", model.config.id2label[predicted_class_idx])
目前,特徵提取器和模型都支持PyTorch。Tensorflow和JAX/FLAX即將支持,並且ViTFeatureExtractor
的API可能會發生變化。
✨ 主要特性
- 預訓練與微調:視覺變換器(ViT)是一個類似BERT的Transformer編碼器模型,它在大規模圖像集ImageNet - 21k(224x224分辨率)上進行有監督的預訓練,然後在ImageNet(也稱為ILSVRC2012,384x384分辨率)上進行微調。
- 圖像輸入處理:圖像以固定大小的圖像塊序列(分辨率16x16)的形式輸入到模型中,並進行線性嵌入。在序列開頭添加一個
[CLS]
標記用於分類任務,同時在輸入到Transformer編碼器層之前添加絕對位置嵌入。
- 特徵提取與下游任務:通過預訓練,模型學習到圖像的內部表示,可用於提取對下游任務有用的特徵。例如,在有標記圖像數據集上,可以在預訓練編碼器的基礎上添加一個線性層來訓練標準分類器,通常將線性層添加到
[CLS]
標記上,因為該標記的最後隱藏狀態可視為整個圖像的表示。
📦 安裝指南
文檔未提及安裝步驟,故跳過此章節。
💻 使用示例
基礎用法
from transformers import ViTFeatureExtractor, ViTForImageClassification
from PIL import Image
import requests
url = 'http://images.cocodataset.org/val2017/000000039769.jpg'
image = Image.open(requests.get(url, stream=True).raw)
feature_extractor = ViTFeatureExtractor.from_pretrained('google/vit-large-patch16-384')
model = ViTForImageClassification.from_pretrained('google/vit-large-patch16-384')
inputs = feature_extractor(images=image, return_tensors="pt")
outputs = model(**inputs)
logits = outputs.logits
predicted_class_idx = logits.argmax(-1).item()
print("Predicted class:", model.config.id2label[predicted_class_idx])
📚 詳細文檔
模型描述
視覺變換器(ViT)是一個類似BERT的Transformer編碼器模型,它在大規模圖像集ImageNet - 21k(包含1400萬張圖像、21843個類別,分辨率為224x224像素)上進行有監督的預訓練。之後,該模型在ImageNet(也稱為ILSVRC2012,包含100萬張圖像、1000個類別)上以384x384的更高分辨率進行微調。
圖像以固定大小的圖像塊序列(分辨率16x16)的形式輸入到模型中,並進行線性嵌入。在序列開頭添加一個[CLS]
標記,用於分類任務。在將序列輸入到Transformer編碼器層之前,還會添加絕對位置嵌入。
通過預訓練,模型學習到圖像的內部表示,可用於提取對下游任務有用的特徵。例如,如果你有一個標記圖像的數據集,可以在預訓練編碼器的基礎上添加一個線性層來訓練標準分類器。通常將線性層添加到[CLS]
標記上,因為該標記的最後隱藏狀態可視為整個圖像的表示。
預期用途與限制
你可以使用原始模型進行圖像分類。請查看模型中心,以查找針對你感興趣的任務進行微調的版本。
訓練數據
ViT模型在ImageNet - 21k數據集(包含1400萬張圖像和21000個類別)上進行預訓練,並在ImageNet數據集(包含100萬張圖像和1000個類別)上進行微調。
訓練過程
預處理
訓練/驗證期間圖像預處理的確切細節可在此處找到。
圖像被調整大小/縮放至相同的分辨率(預訓練期間為224x224,微調期間為384x384),並在RGB通道上進行歸一化,均值為(0.5, 0.5, 0.5),標準差為(0.5, 0.5, 0.5)。
預訓練
該模型在TPUv3硬件(8核)上進行訓練。所有模型變體均以4096的批量大小和10000步的學習率熱身進行訓練。對於ImageNet,作者發現額外應用全局範數為1的梯度裁剪是有益的。預訓練分辨率為224。
評估結果
關於幾個圖像分類基準的評估結果,請參考原論文的表2和表5。請注意,對於微調,在較高分辨率(384x384)下可獲得最佳結果。當然,增加模型大小會提高性能。
BibTeX引用和引用信息
@misc{wu2020visual,
title={Visual Transformers: Token-based Image Representation and Processing for Computer Vision},
author={Bichen Wu and Chenfeng Xu and Xiaoliang Dai and Alvin Wan and Peizhao Zhang and Zhicheng Yan and Masayoshi Tomizuka and Joseph Gonzalez and Kurt Keutzer and Peter Vajda},
year={2020},
eprint={2006.03677},
archivePrefix={arXiv},
primaryClass={cs.CV}
}
@inproceedings{deng2009imagenet,
title={Imagenet: A large-scale hierarchical image database},
author={Deng, Jia and Dong, Wei and Socher, Richard and Li, Li-Jia and Li, Kai and Fei-Fei, Li},
booktitle={2009 IEEE conference on computer vision and pattern recognition},
pages={248--255},
year={2009},
organization={Ieee}
}
🔧 技術細節
文檔未提及具體技術細節,故跳過此章節。
📄 許可證
本項目採用Apache - 2.0許可證。