GitHub 水项目之 快速上手 YOLOV5

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了GitHub 水项目之 快速上手 YOLOV5相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

文章目录

前言

先前咱们已经懂得了如何快速上手pytorch,并且搭建一个简单的神经网络,不过哪里依然有一些小问题,那就是我们还没有从自制数据集实现一个分类网络,所以后面有时间的话我会在总结一篇如何基于LeNet做一个简单的自定义的分类神经网络小dome。并且我们模仿 YOLO 的项目结构自己也来把这个小dome进行“规范”项目化。

不过我们当前的任务是如何去使用GitHub使用部署一个开源的深度学习项目,当然这个是基于Pytorch的。

在本篇文章当中将简单地介绍如何使用YoloV5,使用这个玩意儿做点好玩的事情,之后是如何使用训练我们自己的模型,来实现我们的一些功能。

环境准备

下载项目

打开gayhub


下载解压
然后打开你的Pytorch 。

这里非常贴心,有一个环境依赖的文件

所以打开项目之后,我们只需要在控制台输入这样的指令

当然pycharm也有提示,不过如果你想让它自带给你下载安装环境的话,建议你换一个镜像,或者科学上网。

下载权重文件

如果我们不想从0开始的话,我们还需要去下载他们训练好的权重文件,这样一来我们就能快速上手。

下载之后放在这里

获取

为了方便读者,已经俺自己,我把项目上传到了百度云盘。需要的自取

链接:https://pan.baidu.com/s/1tXbtecPGki_QyyohrlRjig
提取码:6666

项目结构

任何一个机器学习项目,或者深度学习项目其实无非几步

之后项目再提供一个接口,用来加载使用我们的训练好的模型。

那么这个其实也不例外

第一个“Hello World”

接下来我们来看一下如何使用YOLOV5。

我们首先进入detect.py这个文件。我们首先在这里发现了几个超参数的设置

重点是两个可以看到。
一个是 weights 这个是设置咱们的权重模型,这个很明显默认实在咱们的项目根目录下。
还有一个是咱们的资源文件。打开那个文件夹我们发现了有个文件里面图片

ok,接下来啥也不管,我们先直接运行一下我们的这个文件
控制台输出这个

我们在run这个文件夹下找到了咱们运行后的结果

到此我们的第一个Hello World 就完成了。

参数设定(detect)

那么接下来我们可以好好看看这个参数有哪些可以设定的。

 parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument('--weights', nargs='+', type=str, default='yolov5s.pt', help='model.pt path(s)')
    parser.add_argument('--source', type=str, default='data/images', help='source')  # file/folder, 0 for webcam
    parser.add_argument('--img-size', type=int, default=640, help='inference size (pixels)')
    parser.add_argument('--conf-thres', type=float, default=0.25, help='object confidence threshold')
    parser.add_argument('--iou-thres', type=float, default=0.45, help='IOU threshold for NMS')
    parser.add_argument('--device', default='', help='cuda device, i.e. 0 or 0,1,2,3 or cpu')
    parser.add_argument('--view-img', action='store_true', help='display results')
    parser.add_argument('--save-txt', action='store_true', help='save results to *.txt')
    parser.add_argument('--save-conf', action='store_true', help='save confidences in --save-txt labels')
    parser.add_argument('--nosave', action='store_true', help='do not save images/videos')
    parser.add_argument('--classes', nargs='+', type=int, help='filter by class: --class 0, or --class 0 2 3')
    parser.add_argument('--agnostic-nms', action='store_true', help='class-agnostic NMS')
    parser.add_argument('--augment', action='store_true', help='augmented inference')
    parser.add_argument('--update', action='store_true', help='update all models')
    parser.add_argument('--project', default='runs/detect', help='save results to project/name')
    parser.add_argument('--name', default='exp', help='save results to project/name')
    parser.add_argument('--exist-ok', action='store_true', help='existing project/name ok, do not increment')
    opt = parser.parse_args()
    print(opt)
    check_requirements(exclude=('pycocotools', 'thop'))

这里的话我们可以参考这篇文章
https://cloud.tencent.com/developer/article/1874301
里面有关于参数的详细设定。

实现实时检测

我们先来看看效果

全程我啥也没干,我只是打开了我都手机摄像头,和一个IP摄像头软件。

下载软件

打开服务器

然后记录下你局域网的IP地址

例如我这里是


然后进入你的detect文件里面,你可以直接在参数里面设置,也可以python 运行单个文件的时候设置
就可以了。

然后点击运行。

不过我们实际上想要做的没有那么简单。而且说实话YOLO以我目前接触的东西来说,这玩意压根不算框架,只是一个Dome,一个实现好了的 用于目标检测的 残差神经网络dome。 所以为了方便运用和改写,我们需要去仔细阅读它的源码,方便后面改造这个框架。这个框架我简单看了一下从工程角度上来说,不复杂,比Spring简单多了,当然它的难度也不是工程难度,而是专业理论。

自己训练

接下来终于到了自己训练一个小玩意的时候了。

不过在此之前,你需要去下载一个打标签的软件。当然你也可以使用在线的,不过需要科学上网,所以我这里就没必要介绍了。

所以咱们这里使用的是LabelImg。

使用LabelImg

关于这个软件呢,使用非常简单,主要是安装使用比较麻烦。

先下载源码。这个我稍后会给出百度云盘链接。
由于我是coda环境,所以我只需要先下载源码,解压

然后进入这个文件夹
安装 pyqt

conda install pyqt=5
pyrcc5 -o resources.py resources.qrc

此时还不够,大概率会出问题。所以你需要把
这个生成的文件,移动到libs里面


最后是运行

一切正常,接下来是获取这个软件
链接:https://pan.baidu.com/s/14y-0vqU7u9JkDBaAw7Odxg
提取码:6666

标注

这里的话,我就随便搞几张图片玩玩了。

制作数据集

前面我们其实还只是完成了准备工作,接下来才是比较复杂的点,那就是制作数据集,这个LabelImg打包好之后的数据集的格式其实是VOC格式的,当然那里也可以切换为yolo的格式,不过后面都还是要再转换的。

先来看看我们一开始的数据集的样子

在让我们看看最后的文件长啥样

接下来我依次介绍这些脚本和处理操作。 这些代码都是copy的,目标只有一个制作一个标准的VOC数据集,然后给Yolo识别。
由于只是做演示,所以我的图片的数据集合不会太多。

关于图片的获取的话,可以自己写个爬虫是吧。这里一定要注意图片尺寸要一致(我后面翻车了)

划分训练文件

这里的话,我们主要运行这个脚本。

# coding:utf-8

import os
import random
import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
#xml文件的地址,根据自己的数据进行修改 xml一般存放在Annotations下
parser.add_argument('--xml_path', default='Annotations', type=str, help='input xml label path')
#数据集的划分,地址选择自己数据下的ImageSets/Main
parser.add_argument('--txt_path', default='ImageSets/Main', type=str, help='output txt label path')
opt = parser.parse_args()

trainval_percent = 1.0  # 训练集和验证集所占比例。 这里没有划分测试集
train_percent = 0.9     # 训练集所占比例,可自己进行调整
xmlfilepath = opt.xml_path
txtsavepath = opt.txt_path
total_xml = os.listdir(xmlfilepath)
if not os.path.exists(txtsavepath):
    os.makedirs(txtsavepath)

num = len(total_xml)
list_index = range(num)
tv = int(num * trainval_percent)
tr = int(tv * train_percent)
trainval = random.sample(list_index, tv)
train = random.sample(trainval, tr)

file_trainval = open(txtsavepath + '/trainval.txt', 'w')
file_test = open(txtsavepath + '/test.txt', 'w')
file_train = open(txtsavepath + '/train.txt', 'w')
file_val = open(txtsavepath + '/val.txt', 'w')

for i in list_index:
    name = total_xml[i][:-4] + '\\n'
    if i in trainval:
        file_trainval.write(name)
        if i in train:
            file_train.write(name)
        else:
            file_val.write(name)
    else:
        file_test.write(name)

file_trainval.close()
file_train.close()
file_val.close()
file_test.close()

运行完之后,会出现这样的文件

生成标签

之后是生成我们的标签。

下面的路径自己看着改

# -*- coding: utf-8 -*-
import xml.etree.ElementTree as ET
import os
from os import getcwd

sets = ['train', 'val', 'test']
classes = ["猫羽雫", "喵喵~","女孩"]  # 改成自己的类别
abs_path = os.getcwd()
print(abs_path)


def convert(size, box):
    dw = 1. / (size[0])
    dh = 1. / (size[1])
    x = (box[0] + box[1]) / 2.0 - 1
    y = (box[2] + box[3]) / 2.0 - 1
    w = box[1] - box[0]
    h = box[3] - box[2]
    x = x * dw
    w = w * dw
    y = y * dh
    h = h * dh
    return x, y, w, h


def convert_annotation(image_id):
    in_file = open('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\Annotations\\%s.xml' % (image_id), encoding='UTF-8')
    out_file = open('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\labels\\%s.txt' % (image_id), 'w')
    tree = ET.parse(in_file)
    root = tree.getroot()
    size = root.find('size')
    w = int(size.find('width').text)
    h = int(size.find('height').text)
    for obj in root.iter('object'):
        difficult = obj.find('difficult').text
        # difficult = obj.find('Difficult').text
        cls = obj.find('name').text
        if cls not in classes or int(difficult) == 1:
            continue
        cls_id = classes.index(cls)
        xmlbox = obj.find('bndbox')
        b = (float(xmlbox.find('xmin').text), float(xmlbox.find('xmax').text), float(xmlbox.find('ymin').text),
             float(xmlbox.find('ymax').text))
        b1, b2, b3, b4 = b
        # 标注越界修正
        if b2 > w:
            b2 = w
        if b4 > h:
            b4 = h
        b = (b1, b2, b3, b4)
        bb = convert((w, h), b)
        out_file.write(str(cls_id) + " " + " ".join([str(a) for a in bb]) + '\\n')


wd = getcwd()
for image_set in sets:
    if not os.path.exists('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\labels'):
        os.makedirs('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\labels')
    image_ids = open('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\/ImageSets/Main/%s.txt' % (image_set)).read().strip().split()

    if not os.path.exists('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\dataSet_path/'):
        os.makedirs('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata\\dataSet_path/')

    list_file = open('dataSet_path/%s.txt' % (image_set), 'w')
    # 这行路径不需更改,这是相对路径
    for image_id in image_ids:
        list_file.write('F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata/images/%s.jpg\\n' % (image_id))
        convert_annotation(image_id)
    list_file.close()

之后会出现两个文件夹

这里里面一个是我们图片的真实存放地址,还有一个是标签文本。

聚合操作

这个呢,主要是用来设置我们的目标框大小的,这里有两个脚本,这两个脚本的目的就是用来计算我们在数据集里面,手动框出来的框的平均大小,目的是为了,在我们得到的训练好后的模型,它给我们框出来的框的大小不会太奇怪,控制在一个合适的范围。

辅助脚本

import numpy as np

def iou(box, clusters):
    """
    Calculates the Intersection over Union (IoU) between a box and k clusters.
    :param box: tuple or array, shifted to the origin (i. e. width and height)
    :param clusters: numpy array of shape (k, 2) where k is the number of clusters
    :return: numpy array of shape (k, 0) where k is the number of clusters
    """
    x = np.minimum(clusters[:, 0], box[0])
    y = np.minimum(clusters[:, 1], box[1])
    if np.count_nonzero(x == 0) > 0 or np.count_nonzero(y == 0) > 0:
        raise ValueError("Box has no area")    # 如果报这个错,可以把这行改成pass即可

    intersection = x * y
    box_area = box[0] * box[1]
    cluster_area = clusters[:, 0] * clusters[:, 1]

    iou_ = intersection / (box_area + cluster_area - intersection)

    return iou_

def avg_iou(boxes, clusters):
    """
    Calculates the average Intersection over Union (IoU) between a numpy array of boxes and k clusters.
    :param boxes: numpy array of shape (r, 2), where r is the number of rows
    :param clusters: numpy array of shape (k, 2) where k is the number of clusters
    :return: average IoU as a single float
    """
    return np.mean([np.max(iou(boxes[i], clusters)) for i in range(boxes.shape[0])])

def translate_boxes(boxes):
    """
    Translates all the boxes to the origin.
    :param boxes: numpy array of shape (r, 4)
    :return: numpy array of shape (r, 2)
    """
    new_boxes = boxes.copy()
    for row in range(new_boxes.shape[0]):
        new_boxes[row][2] = np.abs(new_boxes[row][2] - new_boxes[row][0])
        new_boxes[row][3] = np.abs(new_boxes[row][3] - new_boxes[row][1])
    return np.delete(new_boxes, [0, 1], axis=1)


def kmeans(boxes, k, dist=np.median):
    """
    Calculates k-means clustering with the Intersection over Union (IoU) metric.
    :param boxes: numpy array of shape (r, 2), where r is the number of rows
    :param k: number of clusters
    :param dist: distance function
    :return: numpy array of shape (k, 2)
    """
    rows = boxes.shape[0]

    distances = np.empty((rows, k))
    last_clusters = np.zeros((rows,))

    np.random.seed()

    # the Forgy method will fail if the whole array contains the same rows
    clusters = boxes[np.random.choice(rows, k, replace=False)]

    while True:
        for row in range(rows):
            distances[row] = 1 - iou(boxes[row], clusters)

        nearest_clusters = np.argmin(distances, axis=1)

        if (last_clusters == nearest_clusters).all():
            break

        for cluster in range(k):
            clusters[cluster] = dist(boxes[nearest_clusters == cluster], axis=0)

        last_clusters = nearest_clusters

    return clusters

if __name__ == '__main__':
    a = np.array([[1, 2, 3, 4], [5, 7, 6, 8]])
    print(translate_boxes(a))

这个脚本不用运行,是一个工具类。

需要运行的脚本

这里也是注意路径修改

# -*- coding: utf-8 -*-
# 根据标签文件求先验框

import os
import numpy as np
import xml.etree.cElementTree as et
from kmeans import kmeans, avg_iou

FILE_ROOT = "F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata/"     # 根路径
ANNOTATION_ROOT = "Annotations"   # 数据集标签文件夹路径
ANNOTATION_PATH = FILE_ROOT + ANNOTATION_ROOT

ANCHORS_TXT_PATH = "F:\\projects\\PythonProject\\yolov5-5.0\\mydata/anchors.txt"   #anchors文件保存位

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