开源鉴黄AI新鲜出炉：代码+预训练模型，还附手把手入门教程

夏乙 假装发自 凹非寺 量子位 出品 | 公众号 QbitAI

要入门机器学习，一个自己感兴趣又有丰富数据的领域再好不过了。

今天我们就来学习用Keras构建模型，识别NSFW图片，俗称造个鉴黄AI。

资源来自一名印度小哥Praneeth Bedapudi，涉及图像分类和目标检测两个科目。他在GitHub上最新发布了NudeNet项目，包含代码和两个预训练模型：负责识别露不露的图像分类模型和负责找出关键部位（以便打码）的目标检测模型。

图像分类模型很简单，能区分两个类别：nude和safe，也就是露和不露，堪比经典的hotdog/not hotdog。

目标检测模型则能检测6个类别：不分性别的腹部、臀部，和区分了性别的不可描述部位。

资源链接全在文末，我们先来学习一番。

图像分类

从数据集开始

构建一个图像二分类模型，需要数据集当然也要包含两类图像。所以，第一项任务就是分别搜集露的图片（nude）和不露的图片（safe）。

不安全的nude图片来自三处：

一是用RipMe从website scrolller下载，这些图片来自Reddit论坛的各种NSFW板块；

图片来源：https://scrolller.com/nsfw（打开请慎重）

下载工具：https://github.com/RipMeApp/ripme

二是P站的缩略图。引入这些缩略图是为了平衡图片质量——上边的的Reddit图片质量太高了，而一个鉴黄AI，在现实中遇到的图片大多是渣品质，这就需要分辨率很低的缩略图来平衡。

三是之前广为流传的同类数据集，来自alexkimxyz。

原数据集的5个类别，被映射到现在的两类之中。hentai和porn属于nude，而drawings、neutral和sexy属于safe。

搜集好数据之后，进行标准化和去重：

# Resizing and removing duplicates
mogrify -geometry x320 *
fdupes -rdN ./

最终得到的不安全图片1,78,601张P站图片、1,21,644张Reddit图片和1,30,266张前辈数据集图片。

安全的图片则有三个来源，一是alexkimxyz数据集中的普通图片；二是Facebook资料；三是Reddit论坛上那些老少皆宜的板块。

为什么已经有了现成的数据集，还需要去后两个来源抓取呢？

因为小哥发现，前辈收集的安全图片，有很多根本就不包含人。用这样的数据训练，模型很可能学到错误的特征，没学会判断“露不露”，直接变成了一个“有没有人”分类器。

最终得到的安全图片中，有68,948张来自Facebook资料、98,359张来自前辈数据集、55,137张来自Reddit。

数据收集完毕，接下来要进行数据增强。这里用的是Augmentor和Keras自带的fit_generator。

Augmentor地址： https://github.com/mdbloice/Augmentor

使用的代码如下：

# Random rotation, flips, zoom, distortion, contrast, skew and brightness
pipeline.rotate(probability=0.2, max_left_rotation=20, max_right_rotation=20)
pipeline.flip_left_right(probability=0.4)
pipeline.flip_top_bottom(probability=0.8)
pipeline.zoom(probability=0.2, min_factor=1.1, max_factor=1.5)
pipeline.random_distortion(probability=0.2, grid_width=4, grid_height=4, magnitude=8)pipeline.random_brightness(probability=0.2, min_factor=0.5, max_factor=3)pipeline.random_color(probability=0.2, min_factor=0.5, max_factor=3)
pipeline.random_contrast(probability=0.2, min_factor=0.5, max_factor=3)
pipeline.skew(probability=0.2, magnitude=0.4)

训练与评估

小哥为这个任务选择了谷歌出品的Xception模型，直接从Keras使用，输入256x256尺寸的图片，批次大小设为32。

而训练的设备，是从vast.ai租来的云服务器，带一块GTX 1080Ti显卡。

Keras提供的图像分类模型有个问题：不带正则化。所以，还要用下面的代码，为每一层加上正则化（dropout或L2）。

# For l2
for layer in model.layers: layer.W_regularizer = l2(..)
# Or for dropout add dropout between the fully connected layers and redefine the model using functional API.

使用SGD with momentum训练，模型可以在alexkimxyz数据集上收敛到0.9347的准确率。

训练完成后，他选择了Towards Data Science之前构建的一个测试集来测试模型性能。

测试集： https://drive.google.com/drive/folders/18SY4oyZgTD_dh8-dc0wmsl1GvMsA7woY

测试成绩如下：

目标检测

还是从数据集开始

训练目标检测模型需要的数据集，和图片分类可不一样。分类只需要图片和类别，而目标检测需要的，是用边界框标注了某样东西位置的图片。

因此，上边讲过的数据集不能用了，新科目的数据集来自Jae Jin的团队，包含5789张图片，各种标注的分布如下：

其实也就是模型能检测出的六类目标。

数据集没有公开，作者在这里： https://github.com/Kadantte

有了数据，还是要做一些图像增强工作，随机加入一些模糊、翻转。使用的工具是albumentations：

https://github.com/albu/albumentations

训练与评估

这里的检测模型，选择的是FAIR推出的RetinaNet，它使用焦点损失（交叉熵损失的一种变体）来增强一阶目标检测的性能。

检测模型的基干使用了ResNet-101，在测试集上的成绩如下：

除了用来指出某个部位究竟出现在了图中什么位置之外，这个模型其实还可以当成分类器来用：

如果在图中检测到了BUTTOCKS_EXPOSED、*_GENETALIA_EXPOSED、F_BREAST_EXPOSED这四类，就可以判定图片NSFW，如果没有，这张图就是安全的。

所以，也可以用分类器的测试集来检测这个模型的性能。

得到的成绩，比纯粹的分类器好不少：

当然，目标检测更适合实现的功能，是打码。比如说见到一张NSFW图片，它就可以根据检测到的关键部位，自动遮挡：

预训练模型怎么用？

如果你想先用预训练模型看看效果，可以按照下面的安装指南来：

安装：

pip install nudenet
or
pip install git+https://github.com/bedapudi6788/NudeNet

使用分类器：

from nudenet import NudeClassifier
classifier = NudeClassifier('classifier_checkpoint_path')
classifier.classify('path_to_nude_image')
# {'path_to_nude_image': {'safe': 5.8822202e-08, 'nude': 1.0}}

使用目标检测器：

from nudenet import NudeDetector
detector = NudeDetector('detector_checkpoint_path')

# Performing detection
detector.detect('path_to_nude_image')
# [{'box': [352, 688, 550, 858], 'score': 0.9603578, 'label': 'BELLY'}, {'box': [507, 896, 586, 1055], 'score': 0.94103414, 'label': 'F_GENITALIA'}, {'box': [221, 467, 552, 650], 'score': 0.8011624, 'label': 'F_BREAST'}, {'box': [359, 464, 543, 626], 'score': 0.6324697, 'label': 'F_BREAST'}]

# Censoring an image
detector.censor('path_to_nude_image', out_path='censored_image_path', visualize=False)

传送门

GitHub： https://github.com/bedapudi6788/NudeNet

教程原文 - 图像分类篇： https://medium.com/@praneethbedapudi/nudenet-an-ensemble-of-neural-nets-for-nudity-detection-and-censoring-d9f3da721e3?sk=e19cdcc610e63b16274dd659050ea955

教程原文 - 目标检测篇： https://medium.com/@praneethbedapudi/nudenet-an-ensemble-of-neural-nets-for-nudity-detection-and-censoring-c8fcefa6cc92?sk=f0a4786bf005cd4b7e89cf625f109af0

另外，你可能更关心数据集……小哥在Reddit论坛上对网友说，他收集的数据集大约有37GB大，还没有找到地方上传，但“绝对会共享出来”，到时候会在这里更新链接： https://www.reddit.com/r/MachineLearning/comments/b78j1q/p_nudity_detection_and_censoring_in_images_with/