6.1 增强与模型怎么选

6.1 增强与模型怎么选

本节摘要：全量训练前，清洗脏标、做与掩码同步的几何增强、只对图像做颜色抖动，并用与预训练一致的均值方差标准化。模型选择按任务类型、数据量、尺度、是否要实例来列清单，而不是按论文年份。原文预处理三件套——清洗、增强、标准化——必须写进同一配置，推理照抄。

你能学到什么

阅读完本节，你应当能够：

1. 列出清洗规则：空掩码、错尺寸、非法 id、几乎全忽略的图
2. 配置成对增强，并拒绝空前景裁切或过猛弹性形变
3. 按第 1 章任务和第 2 章统计在 U-Net、DeepLab、Mask R-CNN 间选择
4. 把均值方差、边长、类别表写成推理契约

一、清洗是增强之前的诚实

增强会放大错误。一张掩码整体错位，翻转十次变成十张错位。先丢掉或修复：读不进的文件、高宽与图不一致、标签超出类别表、前景像素为零却声称有目标、标注员标记为作废。原文「数据清洗」包括去噪与去模糊图——模糊到人眼都看不清边界的，监督没有定义，留着只污染 Dice。

标准化：若用在 ImageNet 上预训练的骨干，就用那套通道均值方差；若从头训医学单通道，用训练集自己的均值方差，验证测试同一套。两套混用等于换数据。不要每张图单独减自己的均值，除非算法明确要局部对比归一。

# 概念：几何同一组随机数；颜色只走图像
img, mask = pair
img, mask = flip_h(img, mask, p=0.5)
img, mask = random_scale_crop(img, mask, scale=(0.8, 1.2))
img = color_jitter(img, p=0.5)
img = normalize(img, mean, std)
​

二、增强菜单按模态点

自然图像：翻转、小角度旋转、尺度、颜色抖动。医学：翻转有时破坏解剖左右约定，要写进规范允许与否；旋转角度小；弹性形变能模拟软组织，幅度过大会把器官扭成不可能。工业固定机位：少翻转，多模拟曝光与灰尘。实例任务的裁切要保证框还在画面内，否则变成截断样本——可以要，但要在规范里当正样本定义清楚。

空裁：随机裁切完全没有前景时，小目标任务应重采样。原文增强列表里的旋转缩放平移，全部继承第 2.3 节的成对原则。测试时的多尺度翻转平均是推理技巧，单独开关，不要在验证对比实验里默默打开。

⚠️ 常见坑：验证集也做随机颜色抖动，两次评估不可比，还以为模型抖。
💡 关键直觉：增强是在复制采集扰动。复制不了的（全新缺陷形态）只能靠采集，不能靠把图扭断。

三、选型流程写成清单

原文给了模型选择原则与流程：问题类型、数据量、资源、精度速度。落到本教程：先看第 3 章基线是否已达合同；已达就别上深度。未达看任务类型。再看显存与延迟。最后才看「团队熟不熟某种结构」——熟可以加快，但不能推翻前几条。

轻量骨干换重骨干是同一家族内的旋钮，比换家族便宜。先定家族再定骨干。预训练是否同域：自然图像预训练对工业纹理帮助有限，但仍可能比随机初始化好，做一次对照即可，不要信仰。

图 配置即契约

四、和下一节的接口

增强与选型冻结后，超参搜索才有意义。一边改增强一边改学习率，你无法归因。把增强强度当成一个版本号，日志里记下。原文标准化与模型选择流程到此结束，训练策略交给 6.2。

五、版本号怎么打

增强强度、是否翻转解剖、空裁策略、均值方差来源，打成数据管线版本，例如 D3。模型家族加骨干打成 M2。两者不要混成一个「实验 17」无法解释的编号。日志里 D 与 M 分开，才能回答「这次掉点是因为我把弹性形变开大了还是换了头」。

清洗规则自动化：尺寸断言失败进隔离目录，不进训练。人工再看隔离目录，修复或删除。不要写一个「尽力读取」把坏对塞进批次。标准化用训练集统计时，统计过程本身不要包含验证图，否则轻微泄漏。ImageNet 均值是固定常数，与自有统计二选一写死。

选型清单走完仍犹豫时，用第 3 章基线卡一个下限：深度模型验证 Dice 必须超过基线一个你事先写下的差额，否则回退传统方案。这个差额防止「上了深度学习」成为不可逆的组织决策。

问题：颜色抖动会不会伤医学染色？

会。染色本身是信号。大幅度色相抖动等于换染色剂。医学上更常用轻度亮度对比，或专门的染色归一，而不是自然图像那套饱和度乱拧。工业固定光源也可以少抖色，多抖曝光与灰尘。

测试增强（多翻转平均）单独开关。开了会变慢、分数微涨，和训练增强不是一回事。对比实验默认关，发布前再决定是否开。配置契约把测试增强也写进去，现场才能复现。

六、D 版本与 M 版本

增强与清洗打数据版本 D，模型家族打 M，日志分开。同时改两者无法归因。清洗失败进隔离目录，禁止尽力读取。自有均值不要用验证图统计。深度必须超过第 3 章基线一个事先写下的差额，否则回退传统方案，防止深度学习成为不可逆组织决策。医学少抖色相，工业少抖色多抖曝光。测试增强单独开关，对比实验默认关。契约含测试增强字段，现场才能复现。

D 与 M 分记。隔离目录不清不训。自有均值不含验证。差额事先写。医学克制色相。测试增强默认关。契约含该字段。深度未超基线差额则回退传统，并在评审纪要留下签名，防止下周有人「再试一个骨干」。空裁与解剖翻转许可写在 D 版本说明，换人能读懂为何有的实验不能水平翻转。

实验目录强制 D 与 M 两个文件夹层级。隔离目录非空且超一周未清，禁止新实验。均值统计脚本排除验证清单。差额数字写在任务书，深度未超过则发布类型只能是传统。色相抖动幅度医学上限低于自然图像。测试增强键默认 false。空裁与翻转许可写在 D 说明。签名回退传统的纪要进仓库。换骨干不改 D 版本，归因才清晰。清洗规则变更必须升 D，即使「只多了一条空掩码检查」。配置评审看三兄弟契约是否已预留后处理核字段，不要等 6.3 才想起核也是模型。

反例档案：D 与 M 同一层文件夹，归因时说不清。强制两层目录后周报能写「只换了 M」。第二份：深度未超差额仍发布，现场不如阈值。纪要签名回退传统。色相抖动把染色剂抖没，医学上限写入 D。隔离超一周未清禁止新实验，脏数据不再混入。

口令卡：D/M 两层目录、隔离周清、均值排除验证、差额在任务书、医学色相上限、测试增强默认假、许可写 D 说明、回退签名、换骨干不升 D、清洗升 D、核字段预留。未超差额只发传统。

发布前：目录两层、隔离已清、均值脚本排除验证、差额数字、色相上限、测试增强假、D 说明含许可、清洗变更已升 D、核字段已预留。未超差额只能发传统且有签名。换骨干不升 D。新实验在隔离超期时拒绝创建。这是选型节的门禁，不是附录。

交付门禁辰

目录不是 D 与 M 两层不准开实验。隔离超期不准开实验。均值统计含验证盘不准开实验。未超差额发深度必须有变更合同。色相超医学上限不准。测试增强默认必须为假。清洗变更未升 D 不准。核字段未预留不准进入 6.3。回退传统无签名不准。换骨干却升了 D 视为归因污染。

现场抽问：目录是两层吗？隔离清了吗？均值含验证了吗？差额数字多少？色相上限多少？测试增强默认假吗？清洗升 D 了吗？核字段预留了吗？回退有签名吗？换骨干有没有误升 D？未超差额还在发深度吗？

失败演练丑：单层目录开实验，应拒。隔离超期开实验，应拒。均值吃了验证，应拒。未超差额发深度无合同，应拒。色相打满，应拒。测试增强默认真，应拒。清洗改了不升 D，应拒。核字段没有就进部署，应拒。换骨干误升 D，应拒。回退无签名，应拒。

创建实验前的校验清单十条与失败演练丑一一对应，脚本化。未超差额发深度必须带合同变更号。核字段预留检查放在进入后处理节之前。误升 D 用目录结构测试抓住。

创建实验脚本读取十条校验。合同变更号缺失时深度发布类型非法。核字段预留失败则后处理节入口关闭。目录结构测试防止误升 D。隔离超期则创建函数抛错。

十条校验失败要给出键名，方便改配置而不是改代码。合同变更号格式检查。后处理入口检查核字段。目录测试单独成文件。隔离超期抛错信息含清理截止日期。

失败信息必须含键名。变更号正则校验。核字段检查发生在后处理入口。目录测试失败指出是 D 还是 M 升错。抛错含清理截止日期，避免隔离目录无限期堆着。截止日期过了仍堆着，创建实验继续抛错直到清空。核字段缺失时后处理入口关闭，不要等到导出那天。导出当天才发现核字段缺失，视为发布事故。创建实验阶段就必须拦住。拦住之后给出键名，改配置重试，不要改代码绕过。

增强只允许改变外观、不允许改变类别。弹性形变若把器官拓扑撕破，验证 Dice 会骗人。模型选型按验收卡的尺度与实例需求，不按论文年份。创建实验时核字段——数据版本、损失名、输入边长、后处理开关——缺一则作业创建失败，避免周报出现无法复现的曲线。

要点速记

• 先清洗再增强：否则放大脏标
• 成对几何、单边颜色、统一标准化
• 空裁与解剖约束：按模态点菜单
• 基线已够则不上深度
• 先家族后骨干：U-Net / DeepLab / 实例
• 配置与权重一起走：边长、均值、类表、后处理

下一节在冻结的数据与模型家族上调学习率、批次、冻结策略，并按值班手册排错。