手把手教物体检测——YOLOV4（pytorch）

摘要

     YOLOV4在coco上面达到了43.5%AP ，在Tesla V100 上达到了65FPS。相比今年的其它模型，得分不算高，但是它不是通过提高输入图像的分辨率来提高得分的，而是改进网络结构。创新点主要有一下几个方面：

（1）输入端：这里指的创新主要是训练时对输入端的改进，主要包括Mosaic数据增强、cmBN、SAT自对抗训练。

（2）BackBone主干网络：将各种新的方式结合起来，包括：CSPDarknet53、Mish激活函数、Dropblock

（3）Neck：目标检测网络在BackBone和最后的输出层之间往往会插入一些层，比如Yolov4中的SPP模块、FPN+PAN结构

（4）Prediction：输出层的锚框机制和Yolov3相同，主要改进的是训练时的损失函数CIOU_Loss，以及预测框筛选的nms变为DIOU_nms

训练

  本地环境：

   Ubuntu20.04

   pytorch1.5.1

   CUDA10.1

   Python3.7

下载代码

本文使用的代码是：https://github.com/Tianxiaomo/pytorch-Yolov4

训练和测试推理代码都已经完成。

下载权重文件

yolov4.conv.137.pth

链接一：https://pan.baidu.com/s/1ovBie4YyVQQoUrC3AY0joA 提取码：kcel

链接二：

https://drive.google.com/open?id=1fcbR0bWzYfIEdLJPzOsn4R5mlvR6IQyA

将下载的权重文件放到data文件夹下面

 

制作数据集

将Labelme数据集复制到pytorch-YOLOv4-master文件夹下面，如图：

然后用pycharm新建labelme2txt.py文件。写入生成训练集和验证集的代码。

labelme2txt.py代码：

from os import getcwd
from sklearn.model_selection import train_test_split
import json
import glob
wd = getcwd()
"labelme标注的json 数据集转为pytorch版yolov4的训练集"
classes = ["aircraft","oiltank"]

image_ids = glob.glob(r"LabelmeData/*jpg")
print(image_ids)
train_list_file = open('data/train.txt', 'w')
val_list_file = open('data/val.txt', 'w')
def convert_annotation(image_id, list_file):
    jsonfile=open('%s.json' % (image_id))
    in_file = json.load(jsonfile)

    for i in range(0,len(in_file["shapes"])):
        object=in_file["shapes"][i]
        cls=object["label"]
        points=object["points"]
        xmin=int(points[0][0])
        ymin=int(points[0][1])
        xmax=int(points[1][0])
        ymax=int(points[1][1])
        if cls not in classes:
            print("cls not in classes")
            continue
        cls_id = classes.index(cls)
        b = (xmin, ymin, xmax, ymax)
        list_file.write(" " + ",".join([str(a) for a in b]) + ',' + str(cls_id))
    jsonfile.close()

def ChangeData2TXT(image_List,dataFile):
    for image_id in image_List:
        dataFile.write('%s' % (image_id.split('\\')[-1]))
        convert_annotation(image_id.split('.')[0], dataFile)
        dataFile.write('\n')
    dataFile.close()
trainval_files, test_files = train_test_split(image_ids, test_size=0.2, random_state=55)
ChangeData2TXT(trainval_files,train_list_file)
ChangeData2TXT(test_files,val_list_file)

安装运行需要的包

参照requirements.txt安装本机没有的包，版本不一定要保持一致，只要后期不报错就没有事。

修改类别

将coco.names和voc.names里面的类别修改为自己数据集的类别（默认是coco.names，都改了肯定没有错。），顺序和labelme2txt.py中的classes顺序保持一致。

修改配置文件cfg.py

Cfg.use_darknet_cfg = False

Cfg.batch = 2(根据自己的显卡修改，我的显卡是8G的最多可以训练里2个batch)。

Cfg.subdivisions = 1

修改models.py

将51行和53行的inplace=True改为inplace=False。如果不修改，训练的时候会报个错误。

修改train.py文件

找到526行，这个方法的参数是对cfg.py里面参数的更新。

主要修改的参数如下：

parser.add_argument('-g', '--gpu', metavar='G', type=str, default='0',
                    help='GPU', dest='gpu')#设置GPU使用的GPU

parser.add_argument('-dir', '--data-dir', type=str, default="LabelmeData",
                    help='dataset dir', dest='dataset_dir')#图片所在的文件夹。

                  parser.add_argument('-pretrained', type=str, default="data/yolov4.conv.137.pth", help='pretrained yolov4.conv.137')#设置预训练权重文件的路径。

                  parser.add_argument('-classes', type=int, default=80, help='dataset classes')#物体类别数。

parser.add_argument('-train_label_path', dest='train_label', type=str, default='data/train.txt', help="train label path")#训练集存放的路径。

注释415行到440行的代码，这段代码在验证的时候一直报错，我找不到原因。后续找到原因再更新。

 将以上的内容修改完成后就可以点击run开始训练了。

 

参考文章：

深入浅出Yolo系列之Yolov3&Yolov4核心基础知识完整讲解

https://blog.csdn.net/nan355655600/article/details/106246625?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.nonecase

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