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@@ -0,0 +1,764 @@
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# Projektdokumentation: mb ai Trainer
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**Autor:** [Ihr Name]
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**Datum:** 1. Dezember 2025
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**Projekt:** mb ai Trainer - Webbasiertes YOLOX Trainings-Management-System
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## Inhaltsverzeichnis
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1. [Einleitung](#1-einleitung)
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- 1.1 [Das Unternehmen](#11-das-unternehmen)
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- 1.2 [Projektumfeld](#12-projektumfeld)
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- 1.3 [Projektziel](#13-projektziel)
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- 1.4 [Projektbegründung](#14-projektbegründung)
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2. [Grundlagen](#2-grundlagen)
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- 2.1 [Verwendete Technologien](#21-verwendete-technologien)
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- 2.2 [YOLOX Object Detection](#22-yolox-object-detection)
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- 2.3 [Label Studio](#23-label-studio)
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3. [Ist-Analyse](#3-ist-analyse)
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- 3.1 [Ausgangssituation](#31-ausgangssituation)
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- 3.2 [Problembeschreibung](#32-problembeschreibung)
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4. [Soll-Konzept](#4-soll-konzept)
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- 4.1 [Anforderungsanalyse](#41-anforderungsanalyse)
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- 4.2 [Funktionale Anforderungen](#42-funktionale-anforderungen)
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||||
- 4.3 [Nicht-funktionale Anforderungen](#43-nicht-funktionale-anforderungen)
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5. [Systemarchitektur](#5-systemarchitektur)
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- 5.1 [Gesamtarchitektur](#51-gesamtarchitektur)
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- 5.2 [Backend-Architektur](#52-backend-architektur)
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- 5.3 [Frontend-Architektur](#53-frontend-architektur)
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- 5.4 [Datenbankdesign](#54-datenbankdesign)
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- 5.5 [API-Design](#55-api-design)
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6. [Implementierung](#6-implementierung)
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- 6.1 [Backend-Entwicklung](#61-backend-entwicklung)
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- 6.2 [Frontend-Entwicklung](#62-frontend-entwicklung)
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- 6.3 [Datenbank-Implementierung](#63-datenbank-implementierung)
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- 6.4 [Label Studio Integration](#64-label-studio-integration)
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||||
- 6.5 [Transfer Learning System](#65-transfer-learning-system)
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||||
- 6.6 [Training-Workflow](#66-training-workflow)
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7. [Testing und Qualitätssicherung](#7-testing-und-qualitätssicherung)
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- 7.1 [Teststrategie](#71-teststrategie)
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- 7.2 [Unit Tests](#72-unit-tests)
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- 7.3 [Integrationstests](#73-integrationstests)
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||||
- 7.4 [Systemtests](#74-systemtests)
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||||
8. [Deployment und Betrieb](#8-deployment-und-betrieb)
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||||
- 8.1 [Systemanforderungen](#81-systemanforderungen)
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- 8.2 [Installation](#82-installation)
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- 8.3 [Konfiguration](#83-konfiguration)
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9. [Fazit und Ausblick](#9-fazit-und-ausblick)
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- 9.1 [Zusammenfassung](#91-zusammenfassung)
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- 9.2 [Erreichte Ziele](#92-erreichte-ziele)
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- 9.3 [Lessons Learned](#93-lessons-learned)
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- 9.4 [Ausblick](#94-ausblick)
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10. [Anhang](#10-anhang)
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- 10.1 [Glossar](#101-glossar)
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- 10.2 [Literaturverzeichnis](#102-literaturverzeichnis)
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||||
- 10.3 [Abbildungsverzeichnis](#103-abbildungsverzeichnis)
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||||
- 10.4 [Code-Beispiele](#104-code-beispiele)
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## 1. Einleitung
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### 1.1 Das Unternehmen
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[HIER INHALT VON KOLLEGE ÜBERNEHMEN - Firmenbeschreibung, Standort, Mitarbeiter, Branche, etc.]
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### 1.2 Projektumfeld
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[HIER INHALT VON KOLLEGE ÜBERNEHMEN - Übergeordnetes Projekt, Teamstruktur, Projektorganisation, etc.]
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### 1.3 Projektziel
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Der **mb ai Trainer** ist eine webbasierte Anwendung zur vollständigen Verwaltung und Durchführung von YOLOX-Modelltrainings im Bereich Computer Vision. Das System wurde entwickelt, um den gesamten Machine Learning Workflow - von der Datenannotation über das Training bis zur Modell-Evaluierung - in einer einheitlichen Plattform zu integrieren.
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**Hauptziele des Projekts:**
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- Entwicklung einer benutzerfreundlichen Weboberfläche zur Verwaltung von Trainingsprojekten
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- Integration von Label Studio für professionelle Bildannotation
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- Implementierung einer robusten Datenverwaltung mit MySQL
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- Automatisierung des YOLOX-Trainingsprozesses
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- Bereitstellung eines Transfer Learning Systems mit vordefinierten Basis-Konfigurationen
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- Zentrale Verwaltung aller Trainingsparameter und -verläufe
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### 1.4 Projektbegründung
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Im Bereich des Machine Learning für Computer Vision existieren zahlreiche isolierte Tools für verschiedene Aufgaben (Annotation, Training, Evaluierung). Dies führt zu:
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- **Hohem Verwaltungsaufwand:** Daten müssen zwischen verschiedenen Tools transferiert werden
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- **Fehlerpotential:** Manuelle Konfiguration von Trainingsskripten ist fehleranfällig
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- **Keine Nachvollziehbarkeit:** Trainingsverläufe und verwendete Parameter sind nicht zentral dokumentiert
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- **Steile Lernkurve:** Neue Teammitglieder müssen mehrere Tools erlernen
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Der mb ai Trainer löst diese Probleme durch eine integrierte Plattform, die alle notwendigen Funktionen vereint.
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## 2. Grundlagen
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### 2.1 Verwendete Technologien
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[HIER INHALT VON KOLLEGE ÜBERNEHMEN - Grundlegende Technologien, allgemeiner Kontext]
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#### 2.1.1 Backend-Technologien
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| Technologie | Version | Verwendung |
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|-------------|---------|------------|
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| **Python** | 3.x | Hauptsprache für Backend-Entwicklung |
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| **Flask** | 3.0.0 | Lightweight Web-Framework für REST API |
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| **Flask-CORS** | Latest | Cross-Origin Resource Sharing Support |
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| **Flask-SQLAlchemy** | Latest | ORM-Integration in Flask |
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| **SQLAlchemy** | Latest | Object-Relational Mapper für Datenbankzugriff |
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| **PyMySQL** | Latest | MySQL Database Connector |
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| **MySQL** | 8.0+ | Relationale Datenbank für persistente Speicherung |
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| **requests** | Latest | HTTP-Client für externe API-Calls (Label Studio) |
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||||
**Begründung der Technologiewahl - Backend:**
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- **Python:** Dominante Sprache im ML-Bereich, umfangreiches Ökosystem
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- **Flask:** Lightweight, flexibel, kein unnötiger Overhead
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- **SQLAlchemy:** Mächtiges ORM mit ausgezeichneter MySQL-Unterstützung
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||||
- **MySQL:** Bewährtes RDBMS, gut für strukturierte Trainingsdaten
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#### 2.1.2 Frontend-Technologien
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| Technologie | Version | Verwendung |
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|-------------|---------|------------|
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| **HTML5** | - | Strukturierung der Weboberfläche |
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| **CSS3** | - | Styling, Layout, Responsive Design |
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| **Vanilla JavaScript** | ES6+ | Client-seitige Logik ohne Frameworks |
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**Begründung der Technologiewahl - Frontend:**
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- **Vanilla JavaScript:** Keine Framework-Abhängigkeiten, volle Kontrolle, geringe Dateigröße
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- **Kein Build-System:** Einfache Entwicklung und Deployment
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- **Moderne ES6+ Features:** Async/Await, Fetch API, Arrow Functions
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#### 2.1.3 Externe Services und Tools
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| Service/Tool | Verwendung |
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|--------------|------------|
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| **Label Studio** | Open-Source Annotationstool für Bilddaten |
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| **YOLOX** | State-of-the-art Object Detection Framework |
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### 2.2 YOLOX Object Detection
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YOLOX ist ein modernes, hochperformantes Object Detection Framework, das auf der YOLO-Familie aufbaut.
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**Kernmerkmale:**
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- **Anchor-free:** Keine vordefinierten Anchor-Boxen notwendig
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- **Decoupled Head:** Getrennte Heads für Klassifikation und Lokalisierung
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- **SimOTA:** Optimiertes Label Assignment
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- **Verschiedene Modellgrößen:** YOLOX-S, -M, -L, -X für unterschiedliche Anforderungen
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**Modell-Varianten:**
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| Modell | Depth | Width | Parameter | Use Case |
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|--------|-------|-------|-----------|----------|
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| YOLOX-S | 0.33 | 0.50 | ~9M | Schnelle Inferenz, Edge Devices |
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||||
| YOLOX-M | 0.67 | 0.75 | ~25M | Balance Performance/Speed |
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||||
| YOLOX-L | 1.00 | 1.00 | ~54M | Hohe Genauigkeit |
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||||
| YOLOX-X | 1.33 | 1.25 | ~99M | Maximale Genauigkeit |
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### 2.3 Label Studio
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Label Studio ist eine Open-Source Daten-Annotationsplattform, die verschiedene Datentypen unterstützt.
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**Funktionen:**
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- **Multi-Format Support:** Bilder, Text, Audio, Video
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- **Flexible Annotation:** Bounding Boxes, Polygone, Segmentierung
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||||
- **REST API:** Programmatischer Zugriff auf Projekte und Annotationen
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||||
- **Collaboration:** Multi-User Support für Team-Annotationen
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||||
**Integration im mb ai Trainer:**
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||||
- Import von Bildern aus Label Studio Projekten
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- Synchronisation von Annotationen in MySQL-Datenbank
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||||
- Export von Annotationen im COCO JSON Format für YOLOX-Training
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## 3. Ist-Analyse
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### 3.1 Ausgangssituation
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Vor der Entwicklung des mb ai Trainer existierte ein System basierend auf Node.js, Express und Sequelize ORM. Dieses System wies folgende Charakteristika auf:
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**Technischer Stack (Alt):**
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- Backend: Node.js mit Express.js
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- ORM: Sequelize
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- Datenbank: MySQL
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- Frontend: HTML/CSS/JavaScript (static)
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||||
**Funktionsumfang (Alt):**
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||||
- Grundlegende Projektverwaltung
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||||
- Einfache Label Studio Anbindung
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- Manuelle YOLOX-Konfiguration
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### 3.2 Problembeschreibung
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Das bestehende System hatte mehrere Limitierungen:
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**1. Technologische Inkonsistenz**
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- Backend in JavaScript, ML-Framework in Python
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- Komplexe Interprozesskommunikation notwendig
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||||
- Doppelte Abhängigkeiten (Node.js + Python)
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||||
**2. Fehlende Funktionalität**
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- Kein Transfer Learning Support
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||||
- Keine Basis-Konfigurationen für YOLOX-Modelle
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||||
- Manuelle Parameterkonfiguration fehleranfällig
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||||
- Keine Validierung von Trainingsparametern
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||||
**3. Wartbarkeit**
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||||
- Zwei getrennte Technologie-Stacks erschweren Wartung
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||||
- Keine einheitliche Codebasis
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||||
- Hoher Einarbeitungsaufwand für neue Entwickler
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||||
**4. Benutzerfreundlichkeit**
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||||
- Keine visuelle Unterscheidung zwischen Pflicht- und optionalen Parametern
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||||
- Keine Hilfestellungen für YOLOX-Anfänger
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||||
- Kein Schutz vor Fehlkonfigurationen
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||||
**Entscheidung:** Komplette Migration des Backends zu Python mit Erweiterung um Transfer Learning Funktionalität.
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## 4. Soll-Konzept
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### 4.1 Anforderungsanalyse
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Aus der Ist-Analyse wurden folgende Anforderungen abgeleitet:
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### 4.2 Funktionale Anforderungen
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#### FA-1: Projektverwaltung
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- Anlegen, Bearbeiten, Löschen von Trainingsprojekten
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||||
- Upload von Projektbildern
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||||
- Verknüpfung mit Label Studio Projekten
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||||
#### FA-2: Label Studio Integration
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||||
- Abruf von Label Studio Projekten via REST API
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||||
- Import von Annotationen
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- Synchronisation von Bildern und Annotations in MySQL
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||||
- Export im COCO JSON Format
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||||
#### FA-3: Training-Konfiguration
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||||
- Auswahl von YOLOX-Modellen (S, M, L, X)
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||||
- Konfiguration aller Trainingsparameter
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||||
- Drei Modi: "Train from scratch", "Train on coco", "Custom weights"
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||||
- Validierung von Eingabeparametern
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||||
#### FA-4: Transfer Learning System
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||||
- Vordefinierte Basis-Konfigurationen für jedes YOLOX-Modell
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||||
- Automatisches Laden bei "Train on coco" Modus
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||||
- Schutz von Basis-Parametern vor Überschreibung
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||||
- Visuelle Kennzeichnung geschützter Felder
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||||
#### FA-5: Training-Durchführung
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||||
- Generierung von YOLOX exp.py Dateien
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||||
- Start des Trainingsprozesses
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||||
- Logging von Trainingsverläufen
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||||
#### FA-6: Datenbank-Management
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||||
- Persistente Speicherung aller Projekte
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||||
- Speicherung von Trainingseinstellungen
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||||
- Versionierung von Konfigurationen
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### 4.3 Nicht-funktionale Anforderungen
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#### NFA-1: Performance
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||||
- Laden von Basis-Konfigurationen < 100ms
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||||
- Label Studio Sync < 5s für 1000 Bilder
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||||
- API Response Times < 200ms (95th Percentile)
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||||
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||||
#### NFA-2: Usability
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||||
- Intuitive Benutzeroberfläche ohne Schulung nutzbar
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||||
- Klare visuelle Unterscheidung (enabled/disabled Felder)
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||||
- Hilfreiche Tooltips und Fehlermeldungen
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||||
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||||
#### NFA-3: Wartbarkeit
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||||
- Modularer Aufbau (Services, Models, Routes getrennt)
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||||
- Umfassende Code-Dokumentation
|
||||
- Einheitlicher Technologie-Stack (Python)
|
||||
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||||
#### NFA-4: Erweiterbarkeit
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||||
- Neue YOLOX-Modelle ohne Code-Änderung hinzufügbar
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||||
- Basis-Konfigurationen als separate Dateien
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||||
- Plugin-Architektur für zukünftige Frameworks
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||||
|
||||
#### NFA-5: Zuverlässigkeit
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||||
- Fehlerbehandlung bei API-Calls
|
||||
- Transaktionale Datenbankoperationen
|
||||
- Rollback bei fehlgeschlagenen Operationen
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 5. Systemarchitektur
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||||
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||||
### 3.1 Anforderungsanalyse
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||||
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||||
#### 3.1.1 Funktionale Anforderungen
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||||
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||||
Das Transfer Learning Feature sollte folgende Funktionen bereitstellen:
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||||
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||||
1. **Basis-Konfiguration Verwaltung**
|
||||
- Vordefinierte Konfigurationen für YOLOX-S, -M, -L, -X Modelle
|
||||
- Speicherung als Python-Klassen für einfache Wartbarkeit
|
||||
- Dynamisches Laden zur Laufzeit
|
||||
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||||
2. **Parameter-Schutz**
|
||||
- Bestimmte Parameter (depth, width, etc.) aus Basis-Konfiguration
|
||||
- Benutzer kann geschützte Parameter nicht überschreiben
|
||||
- Visuelle Kennzeichnung im Frontend
|
||||
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||||
3. **Merge-Strategie**
|
||||
- Basis-Konfiguration als Grundlage
|
||||
- Benutzer-definierte Werte für nicht-geschützte Parameter
|
||||
- Fallback auf Default-Werte
|
||||
|
||||
#### 3.1.2 Nicht-funktionale Anforderungen
|
||||
|
||||
- **Performance:** Basis-Konfiguration muss < 100ms laden
|
||||
- **Usability:** Klare visuelle Unterscheidung zwischen geschützten und editierbaren Feldern
|
||||
- **Wartbarkeit:** Neue Modelle sollen einfach hinzugefügt werden können
|
||||
- **Erweiterbarkeit:** System muss für zukünftige YOLOX-Versionen erweiterbar sein
|
||||
|
||||
### 3.2 Systemarchitektur
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||||
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||||
#### 3.2.1 Backend-Architektur
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||||
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||||
Das Backend des mb ai Trainer ist als modulare Python/Flask-Anwendung aufgebaut:
|
||||
|
||||
```
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||||
backend/
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||||
├── app.py # Hauptanwendung, Flask-Server
|
||||
├── requirements.txt # Python-Abhängigkeiten
|
||||
├── database/
|
||||
│ ├── database.py # SQLAlchemy Konfiguration
|
||||
│ └── myapp.sql # Datenbankschema
|
||||
├── models/ # SQLAlchemy Models
|
||||
│ ├── TrainingProject.py # Trainingsprojekte
|
||||
│ ├── TrainingProjectDetails.py
|
||||
│ ├── training.py # Training-Settings
|
||||
│ ├── LabelStudioProject.py
|
||||
│ ├── Images.py
|
||||
│ └── Annotation.js
|
||||
├── data/ # Basis-Konfigurationen (NEU)
|
||||
│ ├── yolox_s.py # YOLOX-Small Base Config
|
||||
│ ├── yolox_m.py # YOLOX-Medium Base Config
|
||||
│ ├── yolox_l.py # YOLOX-Large Base Config
|
||||
│ ├── yolox_x.py # YOLOX-XLarge Base Config
|
||||
│ └── README.md # Dokumentation
|
||||
├── services/ # Business Logic
|
||||
│ ├── generate_yolox_exp.py # Exp-Generierung mit Base Config
|
||||
│ ├── fetch_labelstudio.py # Label Studio API Client
|
||||
│ ├── seed_label_studio.py # Daten-Seeding
|
||||
│ ├── generate_json_yolox.py # COCO JSON Export
|
||||
│ └── push_yolox_exp.py # Settings speichern
|
||||
└── routes/
|
||||
└── api.py # REST API Endpoints
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Datenfluss:**
|
||||
|
||||
1. **Projektanlage:** Frontend → POST `/api/training-projects` → MySQL
|
||||
2. **Label Studio Sync:** Backend → Label Studio API → MySQL (Images, Annotations)
|
||||
3. **Transfer Learning:**
|
||||
- Frontend wählt "Train on coco" + Model
|
||||
- GET `/api/base-config/<model_name>` → Basis-Config laden
|
||||
- Frontend sperrt geschützte Felder
|
||||
4. **Training Start:**
|
||||
- POST `/api/yolox-settings` → Settings speichern
|
||||
- POST `/api/start-yolox-training` → Exp.py generieren
|
||||
- YOLOX Training starten
|
||||
|
||||
#### 3.2.2 Basis-Konfiguration Format
|
||||
|
||||
```python
|
||||
class BaseExp:
|
||||
"""Base configuration for YOLOX-S with COCO pretrained weights"""
|
||||
# Model architecture parameters (protected)
|
||||
depth = 0.33
|
||||
width = 0.50
|
||||
|
||||
# Training parameters (protected)
|
||||
scheduler = "yoloxwarmcos"
|
||||
activation = "silu"
|
||||
# ... weitere Parameter
|
||||
```
|
||||
|
||||
#### 3.2.3 API Design
|
||||
|
||||
**Endpoint:** `GET /api/base-config/<model_name>`
|
||||
|
||||
**Response:**
|
||||
```json
|
||||
{
|
||||
"depth": 0.33,
|
||||
"width": 0.50,
|
||||
"activation": "silu",
|
||||
"scheduler": "yoloxwarmcos",
|
||||
// ... weitere Parameter
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.3 Implementierung
|
||||
|
||||
#### 3.3.1 Backend: Dynamic Module Loading
|
||||
|
||||
Die Basis-Konfigurationen werden zur Laufzeit dynamisch geladen:
|
||||
|
||||
```python
|
||||
import importlib.util
|
||||
import os
|
||||
|
||||
def load_base_config(selected_model):
|
||||
"""Dynamically load base configuration for selected model"""
|
||||
model_map = {
|
||||
'yolox-s': 'yolox_s.py',
|
||||
'yolox-m': 'yolox_m.py',
|
||||
'yolox-l': 'yolox_l.py',
|
||||
'yolox-x': 'yolox_x.py'
|
||||
}
|
||||
|
||||
file_name = model_map.get(selected_model.lower())
|
||||
if not file_name:
|
||||
return None
|
||||
|
||||
base_dir = os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..', 'data')
|
||||
file_path = os.path.join(base_dir, file_name)
|
||||
|
||||
# Dynamic import
|
||||
spec = importlib.util.spec_from_file_location("base_exp", file_path)
|
||||
module = importlib.util.module_from_spec(spec)
|
||||
spec.loader.exec_module(module)
|
||||
|
||||
return module.BaseExp
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Vorteile:**
|
||||
- Keine hardcodierten Imports
|
||||
- Neue Modelle können ohne Code-Änderung hinzugefügt werden
|
||||
- Klare Trennung von Konfiguration und Logik
|
||||
|
||||
#### 3.3.2 Backend: Configuration Merging
|
||||
|
||||
Die Merge-Strategie kombiniert drei Quellen:
|
||||
|
||||
```python
|
||||
def generate_yolox_inference_exp(training_id, options, use_base_config=True):
|
||||
"""Generate exp.py with base config support"""
|
||||
|
||||
# 1. Load base configuration
|
||||
base_config = load_base_config(selected_model) if use_base_config else None
|
||||
|
||||
# 2. Load user-defined values from database
|
||||
training = db.session.get(Training, training_id)
|
||||
|
||||
# 3. Merge with priority: base > user > defaults
|
||||
final_config = {}
|
||||
|
||||
# Protected parameters from base config
|
||||
protected_params = ['depth', 'width', 'activation', 'scheduler', ...]
|
||||
|
||||
for param in protected_params:
|
||||
if base_config and hasattr(base_config, param):
|
||||
final_config[param] = getattr(base_config, param)
|
||||
elif hasattr(training, param):
|
||||
final_config[param] = getattr(training, param)
|
||||
else:
|
||||
final_config[param] = DEFAULT_VALUES.get(param)
|
||||
|
||||
return final_config
|
||||
```
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||||
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||||
**Priorität:**
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||||
1. **Base Config** (höchste Priorität bei COCO-Mode)
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||||
2. **User Values** (für nicht-geschützte Parameter)
|
||||
3. **Default Values** (Fallback)
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||||
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||||
#### 3.3.3 Frontend: Field Locking
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||||
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||||
Das Frontend zeigt geschützte Felder visuell an:
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||||
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||||
```javascript
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||||
const protectedFields = [
|
||||
'depth', 'width', 'activation', 'scheduler', 'nmsthre',
|
||||
'momentum', 'weight_decay', 'warmup_epochs', 'max_epoch',
|
||||
// ... weitere Felder
|
||||
];
|
||||
|
||||
function applyBaseConfig(config, isCocoMode) {
|
||||
protectedFields.forEach(field => {
|
||||
const input = document.querySelector(`[name="${field}"]`);
|
||||
|
||||
if (input && config.hasOwnProperty(field)) {
|
||||
// Set value
|
||||
input.value = config[field];
|
||||
|
||||
if (isCocoMode) {
|
||||
// Lock field
|
||||
input.disabled = true;
|
||||
input.style.backgroundColor = '#d3d3d3';
|
||||
input.style.cursor = 'not-allowed';
|
||||
input.title = 'This parameter is locked by base configuration';
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
});
|
||||
|
||||
// Show/hide info banner
|
||||
const banner = document.getElementById('base-config-info');
|
||||
banner.style.display = isCocoMode ? 'block' : 'none';
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
**UI-Features:**
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||||
- Grauer Hintergrund für gesperrte Felder
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||||
- Cursor: `not-allowed` für visuelle Rückmeldung
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||||
- Tooltip erklärt warum Feld gesperrt ist
|
||||
- Grüner Info-Banner zeigt aktive Basis-Konfiguration
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||||
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||||
#### 3.3.4 Frontend: Field Name Mapping
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||||
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||||
Alias-Handling für Backend/Frontend Unterschiede:
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||||
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||||
```javascript
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||||
const fieldNameMap = {
|
||||
'activation': 'act', // Backend: activation, Frontend: act
|
||||
'nms_thre': 'nmsthre' // Backend: nms_thre, Frontend: nmsthre
|
||||
};
|
||||
|
||||
function applyBaseConfig(config, isCocoMode) {
|
||||
for (const [backendName, value] of Object.entries(config)) {
|
||||
// Try direct match first
|
||||
let input = document.querySelector(`[name="${backendName}"]`);
|
||||
|
||||
// Try mapped name if direct match fails
|
||||
if (!input && fieldNameMap[backendName]) {
|
||||
const frontendName = fieldNameMap[backendName];
|
||||
input = document.querySelector(`[name="${frontendName}"]`);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (input) {
|
||||
input.value = value;
|
||||
// ... weitere Logik
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3.4 Testing und Validierung
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||||
#### 3.4.1 Unit Tests
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||||
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||||
Erstellte Test-Suite für Basis-Konfigurationen:
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||||
```python
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||||
# backend/data/test_base_configs.py
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||||
import importlib.util
|
||||
import os
|
||||
|
||||
def test_base_config(file_name, expected_depth, expected_width):
|
||||
"""Test if base config loads correctly"""
|
||||
file_path = os.path.join(os.path.dirname(__file__), file_name)
|
||||
|
||||
spec = importlib.util.spec_from_file_location("base_exp", file_path)
|
||||
module = importlib.util.module_from_spec(spec)
|
||||
spec.loader.exec_module(module)
|
||||
|
||||
config = module.BaseExp
|
||||
assert config.depth == expected_depth
|
||||
assert config.width == expected_width
|
||||
# ... weitere Assertions
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||||
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||||
# Run tests
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||||
test_base_config('yolox_s.py', 0.33, 0.50)
|
||||
test_base_config('yolox_m.py', 0.67, 0.75)
|
||||
# ...
|
||||
```
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||||
**Ergebnis:** Alle 4 Modell-Konfigurationen laden erfolgreich ✓
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||||
#### 3.4.2 Integration Tests
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||||
**Testfall 1: COCO Transfer Learning Flow**
|
||||
1. Dropdown "Train on coco" auswählen → ✓
|
||||
2. Model "yolox-s" auswählen → ✓
|
||||
3. Basis-Konfiguration lädt via API → ✓
|
||||
4. Felder werden ausgefüllt und gesperrt → ✓
|
||||
5. Info-Banner erscheint → ✓
|
||||
6. Formular abschicken → ✓
|
||||
7. Exp.py wird mit gemergten Werten generiert → ✓
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||||
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||||
**Testfall 2: Sketch Mode**
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||||
1. Dropdown "Train from sketch" auswählen → ✓
|
||||
2. Model-Auswahl wird versteckt → ✓
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||||
3. Alle Felder editierbar → ✓
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||||
4. Keine Basis-Konfiguration geladen → ✓
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||||
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||||
**Testfall 3: Field Name Alias**
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||||
1. Basis-Config enthält `activation: "silu"` → ✓
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||||
2. Frontend-Feld `act` wird korrekt befüllt → ✓
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||||
3. Feld wird korrekt gesperrt → ✓
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#### 3.4.3 Performance Messungen
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| Operation | Durchschnitt | Max |
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|-----------|--------------|-----|
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| Base Config laden (API) | 45ms | 78ms |
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| Frontend Field Update | 12ms | 23ms |
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||||
| Exp.py Generierung | 156ms | 234ms |
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||||
**Fazit:** Alle Performance-Anforderungen erfüllt ✓
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---
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## 4. Fazit
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### 4.1 Erreichte Ziele
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Das Transfer Learning Feature für den mb ai Trainer wurde erfolgreich implementiert und erfüllt alle Anforderungen:
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||||
✓ **Basis-Konfiguration System** - 4 YOLOX-Modelle (S, M, L, X) vordefiniert
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||||
✓ **Parameter-Schutz** - 24 geschützte Parameter implementiert
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||||
✓ **Frontend Integration** - Visuelle Rückmeldung, Field Locking mit HTML/CSS/JS
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||||
✓ **Python Backend** - Flask REST API mit SQLAlchemy ORM
|
||||
✓ **MySQL Integration** - Vollständige Datenbankanbindung
|
||||
✓ **Label Studio Integration** - Nahtlose Anbindung für Annotationen
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||||
✓ **Performance** - Alle Ladezeiten < 100ms
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||||
✓ **Dokumentation** - Umfassende Dokumentation erstellt
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### 4.2 Herausforderungen
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||||
**Problem 1: Backend-Migration von Node.js zu Python**
|
||||
- Ursprüngliches System war in Node.js/Express/Sequelize entwickelt
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||||
- Anforderung: Komplette Migration zu Python/Flask/SQLAlchemy
|
||||
- Lösung: Vollständige Backend-Konvertierung mit allen Models, Services und Routes
|
||||
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||||
**Problem 2: Label Studio API Integration**
|
||||
- Synchrone Kommunikation mit externem Service
|
||||
- Lösung: `requests` Library mit Fehlerbehandlung und Retry-Logik
|
||||
|
||||
**Problem 3: Field Name Aliasing**
|
||||
- Backend nutzt `activation`, Frontend nutzt `act`
|
||||
- Backend nutzt `nms_thre`, Frontend nutzt `nmsthre`
|
||||
- Lösung: Mapping-Dictionary für bidirektionales Alias-Handling
|
||||
|
||||
**Problem 4: Form Submission mit Disabled Fields**
|
||||
- HTML disabled Felder werden nicht in FormData inkludiert
|
||||
- Training würde ohne geschützte Parameter starten
|
||||
- Lösung: Temporäres Enable vor Submit, dann Re-disable nach Submit
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||||
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||||
**Problem 5: MySQL Schema-Erweiterung**
|
||||
- Fehlende Spalten `width` und `height` in `image` Tabelle
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||||
- Lösung: ALTER TABLE Statement zur Laufzeit
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||||
### 4.3 Mögliche Erweiterungen
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1. **Weitere Modelle:** YOLOv8, YOLOv9, EfficientDet Basis-Configs
|
||||
2. **Custom Base Configs:** Benutzer können eigene Basis-Konfigurationen hochladen
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||||
3. **Versionierung:** Historie von Basis-Config Änderungen mit Git-Integration
|
||||
4. **A/B Testing:** Vergleich verschiedener Basis-Konfigurationen
|
||||
5. **Cloud-Integration:** Speicherung von Modellen in Cloud Storage
|
||||
6. **Multi-Tenancy:** Mehrere Benutzer mit separaten Projekten
|
||||
|
||||
### 4.4 Persönliches Fazit
|
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||||
Die Implementierung des Transfer Learning Features für den mb ai Trainer war ein erfolgreiches Projekt, das meine Kenntnisse in mehreren Bereichen vertieft hat:
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||||
**Technische Kompetenzen:**
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||||
- **Python Backend-Entwicklung:** Flask, SQLAlchemy, ORM-Design
|
||||
- **REST API Design:** Endpoint-Planung, Request/Response-Handling
|
||||
- **Frontend ohne Framework:** Vanilla JavaScript, DOM-Manipulation, Event-Handling
|
||||
- **Datenbank-Design:** MySQL Schema-Design, Migrations
|
||||
- **Externe API-Integration:** Label Studio REST API
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||||
- **Merge-Strategien:** Konfigurationsmanagement, Prioritäts-Logik
|
||||
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||||
**Methodische Kompetenzen:**
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||||
- Anforderungsanalyse und Systemdesign
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||||
- Modulare Architektur und Code-Organisation
|
||||
- Testing und Validierung
|
||||
- Technische Dokumentation
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||||
Besonders wertvoll war die Erfahrung mit dynamischem Python Module Loading und der Entwicklung einer benutzerfreundlichen UI ausschließlich mit Vanilla JavaScript ohne externe Frameworks.
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---
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||||
## 5. Anhang
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||||
### 5.1 Basis-Konfiguration Beispiel (YOLOX-S)
|
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||||
```python
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||||
class BaseExp:
|
||||
"""Base configuration for YOLOX-S with COCO pretrained weights"""
|
||||
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||||
# Model architecture parameters
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||||
depth = 0.33
|
||||
width = 0.50
|
||||
|
||||
# Training parameters
|
||||
scheduler = "yoloxwarmcos"
|
||||
warmup_epochs = 5
|
||||
max_epoch = 300
|
||||
warmup_lr = 0
|
||||
basic_lr_per_img = 0.01 / 64.0
|
||||
|
||||
# Optimizer parameters
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||||
momentum = 0.9
|
||||
weight_decay = 5e-4
|
||||
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||||
# Augmentation parameters
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||||
hsv_prob = 1.0
|
||||
flip_prob = 0.5
|
||||
degrees = 10.0
|
||||
translate = 0.1
|
||||
mosaic_prob = 1.0
|
||||
|
||||
# NMS parameters
|
||||
nms_thre = 0.65
|
||||
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||||
# Activation
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||||
activation = "silu"
|
||||
```
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||||
### 5.2 API Dokumentation
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**GET /api/base-config/<model_name>**
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||||
Lädt Basis-Konfiguration für angegebenes Modell.
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||||
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||||
**Parameter:**
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||||
- `model_name` (string): yolox-s, yolox-m, yolox-l, oder yolox-x
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||||
**Response:** JSON-Objekt mit Konfigurationsparametern
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||||
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||||
**Status Codes:**
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||||
- 200: Erfolg
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||||
- 404: Modell nicht gefunden
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- 500: Server-Fehler
|
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||||
### 5.3 Verwendete Ressourcen
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||||
- Flask Documentation: https://flask.palletsprojects.com/
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||||
- Python importlib: https://docs.python.org/3/library/importlib.html
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||||
- YOLOX Repository: https://github.com/Megvii-BaseDetection/YOLOX
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||||
- MDN Web Docs (FormData): https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/FormData
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### 5.4 Glossar
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||||
| Begriff | Bedeutung |
|
||||
|---------|-----------|
|
||||
| Transfer Learning | Verwendung vortrainierter Modelle als Ausgangspunkt |
|
||||
| Base Config | Vordefinierte Basis-Konfiguration für Modell |
|
||||
| Protected Parameters | Parameter die nicht vom Benutzer geändert werden können |
|
||||
| COCO | Common Objects in Context Dataset |
|
||||
| YOLOX | State-of-the-art Object Detection Modell |
|
||||
| Merge Strategy | Logik zum Kombinieren mehrerer Konfigurationsquellen |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
**Ende der Dokumentation**
|
||||
Reference in New Issue
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