Azure - 机器学习:使用自动化机器学习训练计算机视觉模型的数据架构

简介: Azure - 机器学习:使用自动化机器学习训练计算机视觉模型的数据架构

了解如何设置Azure中 JSONL 文件格式,以便在训练和推理期间在计算机视觉任务的自动化 ML 实验中使用数据。


一、用于训练的数据架构

Azure 机器学习的图像 AutoML 要求以 JSONL(JSON 行)格式准备输入图像数据。 本部分介绍多类图像分类、多标签图像分类、对象检测和实例分段的输入数据格式或架构。 我们还将提供最终训练或验证 JSON 行文件的示例。

图像分类(二进制/多类)

每个 JSON 行中的输入数据格式/架构:

{
   "image_url":"AmlDatastore://data_directory/../Image_name.image_format",
   "image_details":{
      "format":"image_format",
      "width":"image_width",
      "height":"image_height"
   },
   "label":"class_name",
}
密钥 说明 示例
image_url Azure 机器学习数据存储中的图像位置

Required, String | "AmlDatastore://data_directory/Image_01.jpg" | | image_details | 图像详细信息

Optional, Dictionary | "image_details":{"format": "jpg", "width": "400px", "height": "258px"} | | format | 图像类型(支持 Pillow 库中所有可用的图像格式)

Optional, String from {"jpg", "jpeg", "png", "jpe", "jfif","bmp", "tif", "tiff"} | "jpg" or "jpeg" or "png" or "jpe" or "jfif" or "bmp" or "tif" or "tiff" | | width | 图像的宽度

Optional, String or Positive Integer | "400px" or 400 | | height | 图像的高度

Optional, String or Positive Integer | "200px" or 200 | | label | 图像的类/标签

Required, String | "cat" |

多类图像分类的 JSONL 文件示例:

{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_01.jpg", "image_details":{"format": "jpg", "width": "400px", "height": "258px"}, "label": "can"}
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_02.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "397px", "height": "296px"}, "label": "milk_bottle"}
.
.
.
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_n.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "1024px", "height": "768px"}, "label": "water_bottle"}

多标签图像分类

下面是每个 JSON 行中用于图像分类的输入数据格式/架构示例。

{
   "image_url":"AmlDatastore://data_directory/../Image_name.image_format",
   "image_details":{
      "format":"image_format",
      "width":"image_width",
      "height":"image_height"
   },
   "label":[
      "class_name_1",
      "class_name_2",
      "class_name_3",
      "...",
      "class_name_n"
   ]
}
密钥 说明 示例
image_url Azure 机器学习数据存储中的图像位置

Required, String | "AmlDatastore://data_directory/Image_01.jpg" | | image_details | 图像详细信息

Optional, Dictionary | "image_details":{"format": "jpg", "width": "400px", "height": "258px"} | | format | 图像类型(支持 Pillow 库中所有可用的图像格式)

Optional, String from {"jpg", "jpeg", "png", "jpe", "jfif", "bmp", "tif", "tiff"} | "jpg" or "jpeg" or "png" or "jpe" or "jfif" or "bmp" or "tif" or "tiff" | | width | 图像的宽度

Optional, String or Positive Integer | "400px" or 400 | | height | 图像的高度

Optional, String or Positive Integer | "200px" or 200 | | label | 图像中的类/标签列表

Required, List of Strings | ["cat","dog"] |

多标签图像分类的 JSONL 文件示例:

{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_01.jpg", "image_details":{"format": "jpg", "width": "400px", "height": "258px"}, "label": ["can"]}
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_02.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "397px", "height": "296px"}, "label": ["can","milk_bottle"]}
.
.
.
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_n.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "1024px", "height": "768px"}, "label": ["carton","milk_bottle","water_bottle"]}

对象检测

下面是用于对象检测的示例 JSONL 文件。

{
   "image_url":"AmlDatastore://data_directory/../Image_name.image_format",
   "image_details":{
      "format":"image_format",
      "width":"image_width",
      "height":"image_height"
   },
   "label":[
      {
         "label":"class_name_1",
         "topX":"xmin/width",
         "topY":"ymin/height",
         "bottomX":"xmax/width",
         "bottomY":"ymax/height",
         "isCrowd":"isCrowd"
      },
      {
         "label":"class_name_2",
         "topX":"xmin/width",
         "topY":"ymin/height",
         "bottomX":"xmax/width",
         "bottomY":"ymax/height",
         "isCrowd":"isCrowd"
      },
      "..."
   ]
}

其中:

  • xmin = 边界框左上角的 x 坐标
  • ymin = 边界框左上角的 y 坐标
  • xmax = 边界框右下角的 x 坐标
  • ymax = 边界框右下角的 y 坐标
密钥 说明 示例
image_url Azure 机器学习数据存储中的图像位置

Required, String | "AmlDatastore://data_directory/Image_01.jpg" | | image_details | 图像详细信息

Optional, Dictionary | "image_details":{"format": "jpg", "width": "400px", "height": "258px"} | | format | 图像类型(支持 Pillow 库中提供的所有图像格式。但对于 YOLO,仅支持 opencv 允许的图像格式)

Optional, String from {"jpg", "jpeg", "png", "jpe", "jfif", "bmp", "tif", "tiff"} | "jpg" or "jpeg" or "png" or "jpe" or "jfif" or "bmp" or "tif" or "tiff" | | width | 图像的宽度

Optional, String or Positive Integer | "499px" or 499 | | height | 图像的高度

Optional, String or Positive Integer | "665px" or 665 | | label(外部键) | 边界框列表,其中每个框都是其左上方和右下方坐标的 label, topX, topY, bottomX, bottomY, isCrowd 字典

Required, List of dictionaries | [{"label": "cat", "topX": 0.260, "topY": 0.406, "bottomX": 0.735, "bottomY": 0.701, "isCrowd": 0}] | | label(内部键) | 边界框中对象的类/标签

Required, String | "cat" | | topX | 边界框左上角的 x 坐标与图像宽度的比率

Required, Float in the range [0,1] | 0.260 | | topY | 边界框左上角的 y 坐标与图像高度的比率

Required, Float in the range [0,1] | 0.406 | | bottomX | 边界框右下角的 x 坐标与图像宽度的比率

Required, Float in the range [0,1] | 0.735 | | bottomY | 边界框右下角的 y 坐标与图像高度的比率

Required, Float in the range [0,1] | 0.701 | | isCrowd | 指示边界框是否围绕对象群。 如果设置了此特殊标志,我们在计算指标时将跳过此特定边界框。

Optional, Bool | 0 |

用于对象检测的 JSONL 文件示例:

{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_01.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "499px", "height": "666px"}, "label": [{"label": "can", "topX": 0.260, "topY": 0.406, "bottomX": 0.735, "bottomY": 0.701, "isCrowd": 0}]}
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_02.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "499px", "height": "666px"}, "label": [{"label": "carton", "topX": 0.172, "topY": 0.153, "bottomX": 0.432, "bottomY": 0.659, "isCrowd": 0}, {"label": "milk_bottle", "topX": 0.300, "topY": 0.566, "bottomX": 0.891, "bottomY": 0.735, "isCrowd": 0}]}
.
.
.
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_n.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "499px", "height": "666px"}, "label": [{"label": "carton", "topX": 0.0180, "topY": 0.297, "bottomX": 0.380, "bottomY": 0.836, "isCrowd": 0}, {"label": "milk_bottle", "topX": 0.454, "topY": 0.348, "bottomX": 0.613, "bottomY": 0.683, "isCrowd": 0}, {"label": "water_bottle", "topX": 0.667, "topY": 0.279, "bottomX": 0.841, "bottomY": 0.615, "isCrowd": 0}]}

实例分段

对于实例分段,自动化 ML 仅支持多边形作为输入和输出,不支持掩码。

下面是实例分段的示例 JSONL 文件。

{
   "image_url":"AmlDatastore://data_directory/../Image_name.image_format",
   "image_details":{
      "format":"image_format",
      "width":"image_width",
      "height":"image_height"
   },
   "label":[
      {
         "label":"class_name",
         "isCrowd":"isCrowd",
         "polygon":[["x1", "y1", "x2", "y2", "x3", "y3", "...", "xn", "yn"]]
      }
   ]
}
密钥 说明 示例
image_url Azure 机器学习数据存储中的图像位置

Required, String | "AmlDatastore://data_directory/Image_01.jpg" | | image_details | 图像详细信息

Optional, Dictionary | "image_details":{"format": "jpg", "width": "400px", "height": "258px"} | | format | 映像类型

Optional, String from {"jpg", "jpeg", "png", "jpe", "jfif", "bmp", "tif", "tiff" } | "jpg" or "jpeg" or "png" or "jpe" or "jfif" or "bmp" or "tif" or "tiff" | | width | 图像的宽度

Optional, String or Positive Integer | "499px" or 499 | | height | 图像的高度

Optional, String or Positive Integer | "665px" or 665 | | label(外部键) | 掩码列表,其中每个掩码都是 label, isCrowd, polygon coordinates 的字典

Required, List of dictionaries | [{"label": "can", "isCrowd": 0, "polygon": [[0.577, 0.689,

0.562, 0.681,

0.559, 0.686]]}] | | label(内部键) | 掩码中对象的类/标签

Required, String | "cat" | | isCrowd | 指示掩码是否围绕对象群

Optional, Bool | 0 | | polygon | 对象的多边形坐标

Required, List of list for multiple segments of the same instance. Float values in the range [0,1] | [[0.577, 0.689, 0.567, 0.689, 0.559, 0.686]] |

实例分段的 JSONL 文件示例:

{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_01.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "499px", "height": "666px"}, "label": [{"label": "can", "isCrowd": 0, "polygon": [[0.577, 0.689, 0.567, 0.689, 0.559, 0.686, 0.380, 0.593, 0.304, 0.555, 0.294, 0.545, 0.290, 0.534, 0.274, 0.512, 0.2705, 0.496, 0.270, 0.478, 0.284, 0.453, 0.308, 0.432, 0.326, 0.423, 0.356, 0.415, 0.418, 0.417, 0.635, 0.493, 0.683, 0.507, 0.701, 0.518, 0.709, 0.528, 0.713, 0.545, 0.719, 0.554, 0.719, 0.579, 0.713, 0.597, 0.697, 0.621, 0.695, 0.629, 0.631, 0.678, 0.619, 0.683, 0.595, 0.683, 0.577, 0.689]]}]}
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_02.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "499px", "height": "666px"}, "label": [{"label": "carton", "isCrowd": 0, "polygon": [[0.240, 0.65, 0.234, 0.654, 0.230, 0.647, 0.210, 0.512, 0.202, 0.403, 0.182, 0.267, 0.184, 0.243, 0.180, 0.166, 0.186, 0.159, 0.198, 0.156, 0.396, 0.162, 0.408, 0.169, 0.406, 0.217, 0.414, 0.249, 0.422, 0.262, 0.422, 0.569, 0.342, 0.569, 0.334, 0.572, 0.320, 0.585, 0.308, 0.624, 0.306, 0.648, 0.240, 0.657]]}, {"label": "milk_bottle",  "isCrowd": 0, "polygon": [[0.675, 0.732, 0.635, 0.731, 0.621, 0.725, 0.573, 0.717, 0.516, 0.717, 0.505, 0.720, 0.462, 0.722, 0.438, 0.719, 0.396, 0.719, 0.358, 0.714, 0.334, 0.714, 0.322, 0.711, 0.312, 0.701, 0.306, 0.687, 0.304, 0.663, 0.308, 0.630, 0.320, 0.596, 0.32, 0.588, 0.326, 0.579]]}]}
.
.
.
{"image_url": "AmlDatastore://image_data/Image_n.jpg", "image_details": {"format": "jpg", "width": "499px", "height": "666px"}, "label": [{"label": "water_bottle", "isCrowd": 0, "polygon": [[0.334, 0.626, 0.304, 0.621, 0.254, 0.603, 0.164, 0.605, 0.158, 0.602, 0.146, 0.602, 0.142, 0.608, 0.094, 0.612, 0.084, 0.599, 0.080, 0.585, 0.080, 0.539, 0.082, 0.536, 0.092, 0.533, 0.126, 0.530, 0.132, 0.533, 0.144, 0.533, 0.162, 0.525, 0.172, 0.525, 0.186, 0.521, 0.196, 0.521 ]]}, {"label": "milk_bottle", "isCrowd": 0, "polygon": [[0.392, 0.773, 0.380, 0.732, 0.379, 0.767, 0.367, 0.755, 0.362, 0.735, 0.362, 0.714, 0.352, 0.644, 0.352, 0.611, 0.362, 0.597, 0.40, 0.593, 0.444,  0.494, 0.588, 0.515, 0.585, 0.621, 0.588, 0.671, 0.582, 0.713, 0.572, 0.753 ]]}]}

二、用于推理的数据格式

在本部分中,我们将记录在使用部署的模型时进行预测所需的输入数据格式。 可以接受内容类型为 application/octet-stream 的任何上述图像格式。

输入格式

下面是使用特定于任务的模型终结点对任何任务生成预测所需的输入格式。 部署模型后,我们可以使用以下代码段来获取所有任务的预测。

# input image for inference
sample_image = './test_image.jpg'
# load image data
data = open(sample_image, 'rb').read()
# set the content type
headers = {'Content-Type': 'application/octet-stream'}
# if authentication is enabled, set the authorization header
headers['Authorization'] = f'Bearer {key}'
# make the request and display the response
response = requests.post(scoring_uri, data, headers=headers)

输出格式

根据任务类型,对模型终结点进行的预测遵循不同的结构。 本部分将探讨多类、多标签图像分类、对象检测和实例分段任务的输出数据格式。

图像分类

图像分类的终结点返回数据集中的所有标签及其在输入图像中的概率分数,格式如下:

{
   "filename":"/tmp/tmppjr4et28",
   "probs":[
      2.098e-06,
      4.783e-08,
      0.999,
      8.637e-06
   ],
   "labels":[
      "can",
      "carton",
      "milk_bottle",
      "water_bottle"
   ]
}

多标签图像分类

对于多标签图像分类,模型终结点返回标签及其概率。

{
   "filename":"/tmp/tmpsdzxlmlm",
   "probs":[
      0.997,
      0.960,
      0.982,
      0.025
   ],
   "labels":[
      "can",
      "carton",
      "milk_bottle",
      "water_bottle"
   ]
}

对象检测

对象检测模型返回多个框,其中包含缩放后的左上角和右下角坐标,以及框标签和置信度分数。

{
   "filename":"/tmp/tmpdkg2wkdy",
   "boxes":[
      {
         "box":{
            "topX":0.224,
            "topY":0.285,
            "bottomX":0.399,
            "bottomY":0.620
         },
         "label":"milk_bottle",
         "score":0.937
      },
      {
         "box":{
            "topX":0.664,
            "topY":0.484,
            "bottomX":0.959,
            "bottomY":0.812
         },
         "label":"can",
         "score":0.891
      },
      {
         "box":{
            "topX":0.423,
            "topY":0.253,
            "bottomX":0.632,
            "bottomY":0.725
         },
         "label":"water_bottle",
         "score":0.876
      }
   ]
}

实例分段

在实例分段中,输出包含多个框,其中包含缩放后的左上角和右下角坐标、标签、置信度和多边形(非掩码)。 此处,多边形值与我们在“架构”部分中讨论的格式相同。

{
   "filename":"/tmp/tmpi8604s0h",
   "boxes":[
      {
         "box":{
            "topX":0.679,
            "topY":0.491,
            "bottomX":0.926,
            "bottomY":0.810
         },
         "label":"can",
         "score":0.992,
         "polygon":[
            [
               0.82, 0.811, 0.771, 0.810, 0.758, 0.805, 0.741, 0.797, 0.735, 0.791, 0.718, 0.785, 0.715, 0.778, 0.706, 0.775, 0.696, 0.758, 0.695, 0.717, 0.698, 0.567, 0.705, 0.552, 0.706, 0.540, 0.725, 0.520, 0.735, 0.505, 0.745, 0.502, 0.755, 0.493
            ]
         ]
      },
      {
         "box":{
            "topX":0.220,
            "topY":0.298,
            "bottomX":0.397,
            "bottomY":0.601
         },
         "label":"milk_bottle",
         "score":0.989,
         "polygon":[
            [
               0.365, 0.602, 0.273, 0.602, 0.26, 0.595, 0.263, 0.588, 0.251, 0.546, 0.248, 0.501, 0.25, 0.485, 0.246, 0.478, 0.245, 0.463, 0.233, 0.442, 0.231, 0.43, 0.226, 0.423, 0.226, 0.408, 0.234, 0.385, 0.241, 0.371, 0.238, 0.345, 0.234, 0.335, 0.233, 0.325, 0.24, 0.305, 0.586, 0.38, 0.592, 0.375, 0.598, 0.365
            ]
         ]
      },
      {
         "box":{
            "topX":0.433,
            "topY":0.280,
            "bottomX":0.621,
            "bottomY":0.679
         },
         "label":"water_bottle",
         "score":0.988,
         "polygon":[
            [
               0.576, 0.680, 0.501, 0.680, 0.475, 0.675, 0.460, 0.625, 0.445, 0.630, 0.443, 0.572, 0.440, 0.560, 0.435, 0.515, 0.431, 0.501, 0.431, 0.433, 0.433, 0.426, 0.445, 0.417, 0.456, 0.407, 0.465, 0.381, 0.468, 0.327, 0.471, 0.318
            ]
         ]
      }
   ]
}

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机器学习/深度学习 数据采集 监控
如何使用机器学习模型来自动化评估数据质量?
如何使用机器学习模型来自动化评估数据质量?
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10天前
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机器学习/深度学习 数据采集 数据处理
谷歌提出视觉记忆方法,让大模型训练数据更灵活
谷歌研究人员提出了一种名为“视觉记忆”的方法,结合了深度神经网络的表示能力和数据库的灵活性。该方法将图像分类任务分为图像相似性和搜索两部分,支持灵活添加和删除数据、可解释的决策机制以及大规模数据处理能力。实验结果显示,该方法在多个数据集上取得了优异的性能,如在ImageNet上实现88.5%的top-1准确率。尽管有依赖预训练模型等限制,但视觉记忆为深度学习提供了新的思路。
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19天前
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机器学习/深度学习 数据采集 人工智能
浅谈机器学习,聊聊训练过程,就酱!
本故事讲的是关于机器学习的基本概念和训练过程。通过这个故事,你将对机器学习有一个直观的了解。随后,当你翻阅关于机器学习的书籍时,也许会有不同的感受。如果你有感觉到任督二脉被打通了,那我真是太高兴了。如果没有,我再努努力 ヘ(・_|
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浅谈机器学习,聊聊训练过程,就酱!
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22天前
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机器学习/深度学习 数据采集 监控
如何使用机器学习模型来自动化评估数据质量?
如何使用机器学习模型来自动化评估数据质量?
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1月前
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机器学习/深度学习 存储 人工智能
揭秘机器学习背后的神秘力量:如何高效收集数据,让AI更懂你?
【10月更文挑战第12天】在数据驱动的时代,机器学习广泛应用,从智能推荐到自动驾驶。本文以电商平台个性化推荐系统为例,探讨数据收集方法,包括明确数据需求、选择数据来源、编写代码自动化收集、数据清洗与预处理及特征工程,最终完成数据的训练集和测试集划分,为模型训练奠定基础。
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1月前
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机器学习/深度学习 算法 Python
“探秘机器学习的幕后英雄:梯度下降——如何在数据的海洋中寻找那枚失落的钥匙?”
【10月更文挑战第11天】梯度下降是机器学习和深度学习中的核心优化算法,用于最小化损失函数,找到最优参数。通过计算损失函数的梯度,算法沿着负梯度方向更新参数,逐步逼近最小值。常见的变种包括批量梯度下降、随机梯度下降和小批量梯度下降,各有优缺点。示例代码展示了如何用Python和NumPy实现简单的线性回归模型训练。掌握梯度下降有助于深入理解模型优化机制。
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1月前
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机器学习/深度学习 算法 决策智能
【机器学习】揭秘深度学习优化算法:加速训练与提升性能
【机器学习】揭秘深度学习优化算法:加速训练与提升性能
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1月前
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机器学习/深度学习 算法 PyTorch
【机器学习】大模型环境下的应用:计算机视觉的探索与实践
【机器学习】大模型环境下的应用:计算机视觉的探索与实践
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1月前
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机器学习/深度学习 算法 数据处理
EM算法对人脸数据降维(机器学习作业06)
本文介绍了使用EM算法对人脸数据进行降维的机器学习作业。首先通过加载ORL人脸数据库,然后分别应用SVD_PCA、MLE_PCA及EM_PCA三种方法实现数据降维,并输出降维后的数据形状。此作业展示了不同PCA变种在人脸数据处理中的应用效果。
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