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介紹

Jeroen Janssens在《命令行的數(shù)據(jù)科學(xué)》一書中對(duì)命令行優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了很好的分類：

命令行是靈活的：這個(gè)特性使它非常適合數(shù)據(jù)科學(xué)的探索性質(zhì)。因?yàn)槟阆胍�及時(shí)得到結(jié)果。

命令行可以擴(kuò)展：與其他技術(shù)很好地集成。（例如Jupyter筆記本、Colab等）

命令行是可伸縮的：因?yàn)槟悴皇褂肎UI，你實(shí)際上輸入命令，每個(gè)命令都有許多參數(shù)，所以它可以很容易地滿足你的需要。

命令行是可擴(kuò)展的：命令行本身與語言無關(guān)。因此，你可以開發(fā)和擴(kuò)展它的功能，而不用擔(dān)心語言。

命令行無處不在：命令行與任何類似Unix的操作系統(tǒng)一起提供。大多數(shù)超級(jí)計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、服務(wù)器、筆記本電腦和云基礎(chǔ)設(shè)施都使用Linux。

在這篇文章中，想介紹一些關(guān)于我經(jīng)常用于項(xiàng)目的Linux命令

將命令分為兩大類：

第一類包括在使用遠(yuǎn)程服務(wù)器和文件時(shí)有用

第二類命令包括有助于圖像／視頻操作。

使用遠(yuǎn)程服務(wù)器和文件

1．檢查圖像的尺寸

有時(shí)在遠(yuǎn)程服務(wù)器上，你正在處理數(shù)據(jù)，沒有任何GUI來查看圖像維度�？梢允褂靡韵旅�令檢查圖像尺寸：

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

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

如果你想將其用于目錄中的多個(gè)圖像（可能你想將它們合并為一個(gè)片段，但其中一些圖像的維度與其他圖像不同�。�，使用＊．png而不是image＿name．png

腳本：

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．清點(diǎn)目錄上的圖像

在一些目錄中創(chuàng)建數(shù)據(jù)集之后，我經(jīng)常檢查圖像和標(biāo)簽的數(shù)量是否相等。（由于我使用jupyter notebook，有時(shí)會(huì)有一個(gè)名為．ipynotebook的隱藏目錄，在使用ls命令時(shí)不會(huì)出現(xiàn)，當(dāng)數(shù)據(jù)生成器開始從該目錄獲取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)問題）。

要統(tǒng)計(jì)所有圖像，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

ls path／to／images ｜ wc －l

要僅檢查png格式文件，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

find －name ＊．png －type ｜ wc －l

要使用存儲(chǔ)大小檢查目錄，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

du －lh －－max－depth＝1

你還可以使用tree －du －h(huán) Path／to／images來檢查映像及其占用的磁盤存儲(chǔ)空間。命令樹的輸出更加直觀，如下所示：

3．將文件從本地PC復(fù)制到遠(yuǎn)程服務(wù)器

我們經(jīng)常需要將數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器（或從遠(yuǎn)程服務(wù)器下載）。要做到這一點(diǎn)，你應(yīng)該以以下方式使用scp命令：

首先，我建議你使用以下命令壓縮文件夾：

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

要下載，你應(yīng)該在本地PC上使用以下命令：

scp remote＿user＠remote＿h(yuǎn)ost：remote＿path local＿path

例如：

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

要上傳，請(qǐng)切換源和目標(biāo)：

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

4．在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行jupyter notebook

jupyter notebook幫助研究人員編寫腳本和可視化。為了在本地PC上使用它，同時(shí)在遠(yuǎn)程主機(jī)上運(yùn)行，我們?cè)诒镜赜?jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程主機(jī)上使用以下命令，將jupyter notebook轉(zhuǎn)發(fā)到本地：

在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行jupyter notebook：

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

端口將本地端口轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程端口：

ssh －N －f －L localhost：YYYY：localhost：XXXX remote＿user＠remote＿h(yuǎn)ost

5．使用TMUX運(yùn)行ML模型訓(xùn)練／評(píng)估

在ML模型訓(xùn)練中，我經(jīng)常遭受網(wǎng)絡(luò)斷開的痛苦，這有時(shí)會(huì)讓我回到原點(diǎn)，重新開始訓(xùn)練模型！

因此，我發(fā)現(xiàn)tmux程序是一個(gè)非常好的解決方案，你可以將進(jìn)程與其控制終端分離，從而允許遠(yuǎn)程會(huì)話在不可見的情況下保持活動(dòng)狀態(tài)。

使用tmux過程。

· 要啟動(dòng)tmux會(huì)話，只需鍵入tmux。

· 要重命名會(huì)話，請(qǐng)鍵入rename－session －t some＿random＿name（僅當(dāng)你已激活會(huì)話時(shí)）。

· 然后你可以運(yùn)行你的進(jìn)程，按CTRL＋B，然后按D，從中分離出來。

· 要附加會(huì)話，可以使用tmux attach －t some＿random＿name。

· 要終止會(huì)話，請(qǐng)執(zhí)行tmux kill－session －t yolo

6. 查看GPU資源

如果你在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中工作，你可能會(huì)和同事一起經(jīng)歷GPU資源的競(jìng)爭(zhēng)��！要了解GPU的使用情況（了解其他人何時(shí)不使用GPU），請(qǐng)使用以下命令：

watch －n nvidia－smi

nvtop（更好的可視化）：

gpustat（管理員更適合同時(shí)觀看多個(gè)GPU）

有時(shí)，當(dāng)你開始訓(xùn)練你的ML模型時(shí)，你會(huì)將結(jié)果記錄在一些文本文件中。例如，Detectron2框架或YOLOV5記錄度量（準(zhǔn)確性、損失等）。

因此，如果我無法訪問tensorboard，我將使用此命令檢查最后5行的結(jié)果，每100秒更新一次：

watch －n 100 tail －n 5

我根據(jù)損失和準(zhǔn)確度值保存檢查點(diǎn)，并用相應(yīng)的損失和準(zhǔn)確度命名權(quán)重。因此，我可以在命令行中對(duì)它們進(jìn)行排序，并使用以下命令檢查最后一個(gè)檢查點(diǎn)的準(zhǔn)確度：

ls checkpoints ｜ sort ｜ tail －n 1

6．創(chuàng)建gif繪圖以顯示時(shí)間序列圖像

我使用GradCam算法，使用tf－explain模塊在測(cè)試圖像上可視化激活層特征提取熱圖。我經(jīng)常從圖中生成gif，以了解訓(xùn)練過程如何影響模型的準(zhǔn)確性。要將目錄中的圖像轉(zhuǎn)換為繪圖，可以使用以下命令：

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

結(jié)果是：

如果要將視頻轉(zhuǎn)換為gif，可能會(huì)注意到輸出的gif會(huì)變得非常大。因此，減少gif大小的最佳方法是從視頻中采樣。為此，請(qǐng)使用－r，即采樣FPS：

ffmpeg －i video．mp4 －r 10 output．gif

視頻／圖像處理

ffmpeg是計(jì)算機(jī)視覺工程師的必備技能，因?yàn)樗�／他必須處理視頻／圖像數(shù)據(jù)。ffmpeg有很多技巧，在這里只分享其中的幾個(gè)。

1．檢查視頻持續(xù)時(shí)間

使用以下命令：

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

輸出結(jié)果如下：Duration： 00：05：03．05， start： 0．00000， bitrate：201 kb／s

2．轉(zhuǎn)換視頻格式：

為此：

ffmpeg －i video．mp4 video．a(chǎn)vi

如果你只需要視頻中的音頻：

ffmpeg －i input．mp4 －vn output．mp3

3．從視頻生成數(shù)據(jù)集

有時(shí)我們可能需要從視頻中生成一個(gè)數(shù)據(jù)集，其中一些動(dòng)作很少發(fā)生，比如檢測(cè)罕見動(dòng)作或罕見對(duì)象，這可以稱為“異常檢測(cè)”。為此，我們需要播放長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的視頻。我使用此命令剪切視頻的某些部分：

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

在該命令中：

－ss：開始時(shí)間

－i：輸入視頻

－to：大約2分鐘。

－c：輸出編解碼器

如果你想要沒有音頻的視頻：

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

－an：用于在沒有音頻的情況下進(jìn)行輸出。

4．為CONVLSM或3d CNN生成一系列幀

CONVLSM和3d CNN網(wǎng)絡(luò)用于提取視頻序列的時(shí)序特征。因此，為了使用這些網(wǎng)絡(luò)，我們必須為它們的輸入張量生成一系列幀。使用此命令從視頻生成20秒的圖像：

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

可以添加比例來重新縮放圖像尺寸。我大部分的視頻都是1028x540，它的寬度必須減半。這是執(zhí)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

或者你可以簡(jiǎn)單地輸入尺寸：

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

5．裁剪視頻邊框

裁剪視頻邊框：

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

6．堆疊視頻

在TVConal初創(chuàng)公司，我從事體育分析項(xiàng)目，有時(shí)我們想檢查不同的視頻源是否同步。

視頻名稱為a．mp4－b．mp4 c．mp4 d．mp4。

6．1－水平堆疊視頻：

要沿水平堆疊，我們使用以下命令：

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

6．2－垂直堆疊視頻：

要沿垂直堆疊，我們使用以下命令：

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

6．3 2x2網(wǎng)格堆疊

現(xiàn)在讓我們嘗試更復(fù)雜的方法：

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＿h(yuǎn)0｜w0＿h(yuǎn)0［v］＂ －map ＂［v］＂ 2x2．mp4

結(jié)論

相信命令行和python將為數(shù)據(jù)科學(xué)界提供一套強(qiáng)大的工具。因此，使用這些功能強(qiáng)大的工具，我們可以減少在簡(jiǎn)單任務(wù)上的時(shí)間浪費(fèi)。

感謝閱讀！

參考引用

       原文標(biāo)題 : 計(jì)算機(jī)視覺研究人員必備的Linux命令行技巧