计算机视觉研究人员必备的Linux命令行技巧

介绍

Jeroen Janssens在《命令行的数据科学》一书中对命令行优势进行了很好的分类：

命令行是灵活的：这个特性使它非常适合数据科学的探索性质。因为你想要及时得到结果。

命令行可以扩展：与其他技术很好地集成。（例如Jupyter笔记本、Colab等）

命令行是可伸缩的：因为你不使用GUI，你实际上输入命令，每个命令都有许多参数，所以它可以很容易地满足你的需要。

命令行是可扩展的：命令行本身与语言无关。因此，你可以开发和扩展它的功能，而不用担心语言。

命令行无处不在：命令行与任何类似Unix的操作系统一起提供。大多数超级计算机、嵌入式系统、服务器、笔记本电脑和云基础设施都使用Linux。

在这篇文章中，想介绍一些关于我经常用于项目的Linux命令

将命令分为两大类：

第一类包括在使用远程服务器和文件时有用

第二类命令包括有助于图像／视频操作。

使用远程服务器和文件

1．检查图像的尺寸

有时在远程服务器上，你正在处理数据，没有任何GUI来查看图像维度。可以使用以下命令检查图像尺寸：

linux＠user－pc：～／some／path＄ identify image＿name．png

＞＞＞ image＿name．png PNG 1920x1080 8bit sRGB 805918B 0．000u 0：00．000

如果你想将其用于目录中的多个图像（可能你想将它们合并为一个片段，但其中一些图像的维度与其他图像不同！），使用＊．png而不是image＿name．png

脚本：

import cv2

from pathlib import Path

images ＝ Path（＇path＇）．rglob（＇＊．png＇）

for img＿path in images：

img ＝ cv2．imread（img＿path

print（img＿path， img．shape）

2．清点目录上的图像

在一些目录中创建数据集之后，我经常检查图像和标签的数量是否相等。（由于我使用jupyter notebook，有时会有一个名为．ipynotebook的隐藏目录，在使用ls命令时不会出现，当数据生成器开始从该目录获取数据时，会出现问题）。

要统计所有图像，请执行以下操作：

ls path／to／images ｜ wc －l

要仅检查png格式文件，请执行以下操作：

find －name ＊．png －type ｜ wc －l

要使用存储大小检查目录，请执行以下操作：

du －lh －－max－depth＝1

你还可以使用tree －du －h Path／to／images来检查映像及其占用的磁盘存储空间。命令树的输出更加直观，如下所示：

3．将文件从本地PC复制到远程服务器

我们经常需要将数据上传到远程服务器（或从远程服务器下载）。要做到这一点，你应该以以下方式使用scp命令：

首先，我建议你使用以下命令压缩文件夹：

zip －r output．zip path／to／images path／to／labels

要下载，你应该在本地PC上使用以下命令：

scp remote＿user＠remote＿host：remote＿path local＿path

例如：

scp user＿1＠111．222．333．444：／home／user＿1／path ／home／local＿user／path

要上传，请切换源和目标：

scp ／home／local＿user／path user＿1＠111．222．333．444：／home／user＿1／path

4．在远程服务器上运行jupyter notebook

jupyter notebook帮助研究人员编写脚本和可视化。为了在本地PC上使用它，同时在远程主机上运行，我们在本地计算机和远程主机上使用以下命令，将jupyter notebook转发到本地：

在远程服务器上运行jupyter notebook：

jupyter notebook －－no－browser －－port＝XXXX

端口将本地端口转发到远程端口：

ssh －N －f －L localhost：YYYY：localhost：XXXX remote＿user＠remote＿host

5．使用TMUX运行ML模型训练／评估

在ML模型训练中，我经常遭受网络断开的痛苦，这有时会让我回到原点，重新开始训练模型！

因此，我发现tmux程序是一个非常好的解决方案，你可以将进程与其控制终端分离，从而允许远程会话在不可见的情况下保持活动状态。

使用tmux过程。

· 要启动tmux会话，只需键入tmux。

· 要重命名会话，请键入rename－session －t some＿random＿name（仅当你已激活会话时）。

· 然后你可以运行你的进程，按CTRL＋B，然后按D，从中分离出来。

· 要附加会话，可以使用tmux attach －t some＿random＿name。

· 要终止会话，请执行tmux kill－session －t yolo

6. 查看GPU资源

如果你在一个团队中工作，你可能会和同事一起经历GPU资源的竞争！！要了解GPU的使用情况（了解其他人何时不使用GPU），请使用以下命令：

watch －n nvidia－smi

nvtop（更好的可视化）：

gpustat（管理员更适合同时观看多个GPU）

有时，当你开始训练你的ML模型时，你会将结果记录在一些文本文件中。例如，Detectron2框架或YOLOV5记录度量（准确性、损失等）。

因此，如果我无法访问tensorboard，我将使用此命令检查最后5行的结果，每100秒更新一次：

watch －n 100 tail －n 5

我根据损失和准确度值保存检查点，并用相应的损失和准确度命名权重。因此，我可以在命令行中对它们进行排序，并使用以下命令检查最后一个检查点的准确度：

ls checkpoints ｜ sort ｜ tail －n 1

6．创建gif绘图以显示时间序列图像

我使用GradCam算法，使用tf－explain模块在测试图像上可视化激活层特征提取热图。我经常从图中生成gif，以了解训练过程如何影响模型的准确性。要将目录中的图像转换为绘图，可以使用以下命令：

convert －delay 10 －loop 0 ＊．png animation．gif

结果是：

如果要将视频转换为gif，可能会注意到输出的gif会变得非常大。因此，减少gif大小的最佳方法是从视频中采样。为此，请使用－r，即采样FPS：

ffmpeg －i video．mp4 －r 10 output．gif

视频／图像处理

ffmpeg是计算机视觉工程师的必备技能，因为她／他必须处理视频／图像数据。ffmpeg有很多技巧，在这里只分享其中的几个。

1．检查视频持续时间

使用以下命令：

ffmpeg －i file．mp4 2＞＆1 ｜ grep “Duration”

输出结果如下：Duration： 00：05：03．05， start： 0．00000， bitrate：201 kb／s

2．转换视频格式：

为此：

ffmpeg －i video．mp4 video．avi

如果你只需要视频中的音频：

ffmpeg －i input．mp4 －vn output．mp3

3．从视频生成数据集

有时我们可能需要从视频中生成一个数据集，其中一些动作很少发生，比如检测罕见动作或罕见对象，这可以称为“异常检测”。为此，我们需要播放长达数小时的视频。我使用此命令剪切视频的某些部分：

ffmpeg －ss 00：10：00 －i input＿video．mp4 －to 00：02：00 －c copy output．mp4

在该命令中：

－ss：开始时间

－i：输入视频

－to：大约2分钟。

－c：输出编解码器

如果你想要没有音频的视频：

ffmpeg －i input＿video．mp4 －an －c：v copy output．mp4

－an：用于在没有音频的情况下进行输出。

4．为CONVLSM或3d CNN生成一系列帧

CONVLSM和3d CNN网络用于提取视频序列的时序特征。因此，为了使用这些网络，我们必须为它们的输入张量生成一系列帧。使用此命令从视频生成20秒的图像：

ffmpeg －ss 00：32：15 －t 20 －i videos．ts ～／frames／frame％06d．png

可以添加比例来重新缩放图像尺寸。我大部分的视频都是1028x540，它的宽度必须减半。这是执行此操作的命令：

ffmpeg －ss 00：10：00 －t 20 －i video．ts －vf scale＝iw／2：ih output＿path／frame％06d．png

或者你可以简单地输入尺寸：

ffmpeg －ss 00：10：00 －t 20 －i video．ts －vf scale＝960x540 output＿path／frame％06d．png

5．裁剪视频边框

裁剪视频边框：

ffmpeg －i input．mp4 －filter：v ＂crop＝w：h：x：y＂ output．mp4

6．堆叠视频

在TVConal初创公司，我从事体育分析项目，有时我们想检查不同的视频源是否同步。

视频名称为a．mp4－b．mp4 c．mp4 d．mp4。

6．1－水平堆叠视频：

要沿水平堆叠，我们使用以下命令：

ffmpeg －i a．mp4 －i b．mp4 －filter＿complex hstack output．mp4

6．2－垂直堆叠视频：

要沿垂直堆叠，我们使用以下命令：

ffmpeg －i a．mp4 －i b．mp4 －filter＿complex vstack＝inputs＝2 end＿vstack．mp4

6．3 2x2网格堆叠

现在让我们尝试更复杂的方法：

ffmpeg －i a．mp4 －i b．mp4 －i c．mp4 －i d．mp4 －filter＿complex ＂［0：v］［1：v］［2：v］［3：v］xstack＝inputs＝4：layout＝0＿0｜w0＿0｜0＿h0｜w0＿h0［v］＂ －map ＂［v］＂ 2x2．mp4

结论

相信命令行和python将为数据科学界提供一套强大的工具。因此，使用这些功能强大的工具，我们可以减少在简单任务上的时间浪费。

感谢阅读！

参考引用

原文标题:计算机视觉研究人员必备的Linux命令行技巧