介紹

Jeroen Janssens在《命令行的數據科學》一書中對命令行優勢進行了很好的分類：

命令行是靈活的：這個特性使它非常適合數據科學的探索性質。因為你想要及時得到結果。

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

命令行是可伸縮的：因為你不使用GUI，你實際上輸入命令，每個命令都有許多參數，所以它可以很容易地滿足你的需要。

命令行是可擴展的：命令行本身與語言無關。因此，你可以開發和擴展它的功能，而不用擔心語言。

命令行無處不在：命令行與任何類似Unix的操作系統一起提供。大多數超級計算機、嵌入式系統、服務器、筆記本電腦和云基礎設施都使用Linux。

在這篇文章中，想介紹一些關于我經常用于項目的Linux命令

將命令分為兩大類：

第一類包括在使用遠程服務器和文件時有用

第二類命令包括有助于圖像／視頻操作。

使用遠程服務器和文件

1．檢查圖像的尺寸

有時在遠程服務器上，你正在處理數據，沒有任何GUI來查看圖像維度。可以使用以下命令檢查圖像尺寸：

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圖像（可能你想將它們合并為一個片段，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．清點目錄上的圖像

在一些目錄中創建數據集之后，我經常檢查圖像和標簽的數量是否相等。（由于我使用jupyter notebook，有時會有一個名為．ipynotebook的隱藏目錄，在使用ls命令時不會出現，當數據生成器開始從該目錄獲取數據時，會出現問題）。

要統計所有圖像，請執行以下操作：

ls path／to／images ｜ wc －l

要僅檢查png格式文件，請執行以下操作：

find －name ＊．png －type ｜ wc －l

要使用存儲大小檢查目錄，請執行以下操作：

du －lh －－max－depth＝1

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

3．將文件從本地PC復制到遠程服務器

我們經常需要將數據上傳到遠程服務器（或從遠程服務器下載）。要做到這一點，你應該以以下方式使用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，你應該在本地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

要上傳，請切換源和目標：

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

4．在遠程服務器上運行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，同時在遠程主機上運行，我們在本地計算機和遠程主機上使用以下命令，將jupyter notebook轉發到本地：

在遠程服務器上運行jupyter notebook：

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

端口將本地端口轉發到遠程端口：

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

5．使用TMUX運行ML模型訓練／評估

在ML模型訓練中，我經常遭受網絡斷開的痛苦，這有時會讓我回到原點，重新開始訓練模型！

因此，我發現tmux程序是一個非常好的解決方案，你可以將進程與其控制終端分離，從而允許遠程會話在不可見的情況下保持活動狀態。

使用tmux過程。

· 要啟動tmux會話，只需鍵入tmux。

· 要重命名會話，請鍵入rename－session －t some＿random＿name（僅當你已激活會話時）。

· 然后你可以運行你的進程，按CTRL＋B，然后按D，從中分離出來。

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

· 要終止會話，請執行tmux kill－session －t yolo

6. 查看GPU資源

如果你在一個團隊中工作，你可能會和同事一起經歷GPU資源的競爭！！要了解GPU的使用情況（了解其他人何時不使用GPU），請使用以下命令：

watch －n nvidia－smi

nvtop（更好的可視化）：

gpustat（管理員更適合同時觀看多個GPU）

有時，當你開始訓練你的ML模型時，你會將結果記錄在一些文本文件中。例如，Detectron2框架或YOLOV5記錄度量（準確性、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行的結果，每100秒更新一次：

watch －n 100 tail －n 5

我根據損失和準確度值保存檢查點，并用相應的損失和準確度命名權重。因此，我可以在命令行中對它們進行排序，并使用以下命令檢查最后一個檢查點的準確度：

ls checkpoints ｜ sort ｜ tail －n 1

6．創建gif繪圖以顯示時間序列圖像

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

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

結果是：

如果要將視頻轉換為gif，可能會注意到輸出的gif會變得非常大。因此，減少gif大小的最佳方法是從視頻中采樣。為此，請使用－r，即采樣FPS：

ffmpeg －i video．mp4 －r 10 output．gif

視頻／圖像處理

ffmpeg是計算機視覺工程師的必備技能，因為她／他必須處理視頻／圖像數據。ffmpeg有很多技巧，在這里只分享其中的幾個。

1．檢查視頻持續時間

使用以下命令：

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

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

2．轉換視頻格式：

為此：

ffmpeg －i video．mp4 video．avi

如果你只需要視頻中的音頻：

ffmpeg －i input．mp4 －vn output．mp3

3．從視頻生成數據集

有時我們可能需要從視頻中生成一個數據集，其中一些動作很少發生，比如檢測罕見動作或罕見對象，這可以稱為“異常檢測”。為此，我們需要播放長達數小時的視頻。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行輸出。

4．為CONVLSM或3d CNN生成一系列幀

CONVLSM和3d CNN網絡用于提取視頻序列的時序特征。因此，為了使用這些網絡，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初創公司，我從事體育分析項目，有時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網格堆疊

現在讓我們嘗試更復雜的方法：

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＿h0｜w0＿h0［v］＂ －map ＂［v］＂ 2x2．mp4

結論

相信命令行和python將為數據科學界提供一套強大的工具。因此，使用這些功能強大的工具，我們可以減少在簡單任務上的時間浪費。

感謝閱讀！

參考引用

       原文標題 : 計算機視覺研究人員必備的Linux命令行技巧