YOLOv5目标检测

YOLOv5目标检测

一、环境

  • ubuntu 18.04 64bit
  • GTX 1070Ti
  • anaconda with python 3.8
  • pytorch 1.7
  • cuda 10.1

二、前言

YOLOV5最近更新了v6.0版本,v5.0与v6.0有那些区别:

这个新版本在 V5.0 的基础上集成了很多的新特性,而且在网络结构上也做了微调,引入了全新的更小( Nano )的模型 P5(YOLOv5n) P6(YOLOv5n6)。Nano 模型保持了 yolov5s 模型的深度( depth ),宽度( width ) 则是从0.5降到了0.25,经过这个操作后,总参数减少了 75%,从 7.5M 缩小到了 1.9M,这样的话,就非常适合于移动端或者是 CPU 的环境。

yolov5 v6.0

  • 新特性

  • 整合了 Roboflow

    roboflow 前面我们提过了,它公开了很多非常有用的数据集,在 v6.0 上可以直接使用他们的数据集,参考 github.com/ultralytics…,非常的方便

  • 支持 tensorflowkeras模型的导出

    使用 python export.py --include saved_model pb tflite tfjs 就可以完成 tensorFlowkerastflitetf.js 模型的导出

  • 同时支持 OpenCV DNNONNX Runtime

    导出的 onnx 同时支持 opencv dnnonnx runtime

    python export --weights yolov5s.pt --include onnx --opset 12 --dynamic
    复制代码
    

    在检测的时候也可以使用指定的 onnxpython detect.py --weights yolov5s.onnx --dnn

  • 模型结构

    • Conv(k=6, s=2, p=2) 代替 Focus 层,主要是为了方便模型导出
    • 使用 SPPF 代替 SPP
    • 减少 P3 主干层 C3
    • SPPF 放在主干的后面
    • 在最后一个 C3 主干层中重新引入快捷方式
    • 更新超参数
  • 增加了 Flask REST API

    提供了 web api 的支持,远端测试非常方便,常见的开放平台都是这么做的

三、项目开发

1.YOLOV5项目下载

现在已经更新到v6.0版本,根据自己项目的特性,选择版本

下载网址

2.解压YOLOV5并部署环境

  • 解压后,在PyCharm中打开

  • Pytorch环境配置

在这里插入图片描述

  • 下载依赖包
    在这里插入图片描述

3.YOLOV5详解

3.1 YOLOV5预训练模型比较

Model size (pixels) mAPval 0.5:0.95 mAPval 0.5 Speed CPU b1 (ms) Speed V100 b1 (ms) Speed V100 b32 (ms) params (M) FLOPs @640 (B)
YOLOv5n 640 28.4 46.0 45 6.3 0.6 1.9 4.5
YOLOv5s 640 37.2 56.0 98 6.4 0.9 7.2 16.5
YOLOv5m 640 45.2 63.9 224 8.2 1.7 21.2 49.0
YOLOv5l 640 48.8 67.2 430 10.1 2.7 46.5 109.1
YOLOv5x 640 50.7 68.9 766 12.1 4.8 86.7 205.7
YOLOv5n6 1280 34.0 50.7 153 8.1 2.1 3.2 4.6
YOLOv5s6 1280 44.5 63.0 385 8.2 3.6 16.8 12.6
YOLOv5m6 1280 51.0 69.0 887 11.1 6.8 35.7 50.0
YOLOv5l6 1280 53.6 71.6 1784 15.8 10.5 76.8 111.4
YOLOv5x6 + TTA 1280 1536 54.7 55.4 72.4 72.3 3136 - 26.2 - 19.4 - 140.7 - 209.8 -

img

img

3.2 通过指令运行项目

  • nstall下载依赖

Python>=3.6.0 is required with all requirements.txt installed including PyTorch>=1.7:

$ git clone https://github.com/ultralytics/yolov5
$ cd yolov5
$ pip install -r requirements.txt
  • Inference推理

使用 YOLOv5 和 PyTorch Hub 进行推理。模型会自动从最新的 YOLOv5 版本下载。

import torch
# Model
model = torch.hub.load('ultralytics/yolov5', 'yolov5s')  # or yolov5m, yolov5l, yolov5x, custom
# Images
img = 'https://ultralytics.com/images/zidane.jpg'  # or file, Path, PIL, OpenCV, numpy, list
# Inference
results = model(img)
# Results
results.print()  # or .show(), .save(), .crop(), .pandas(), etc.

要对数据/图像中的示例图像运行推理,请执行以下操作:

# --weights yolov5s.pt指定yolov5s.pt为项目的权重;
# --conf 0.25指定0.25为失信度;
# --source data/images指定文件路径
$ python detect.py --source data/images --weights yolov5s.pt --conf 0.25

# 运行结果如下
Namespace(agnostic_nms=False, augment=False, classes=None, conf_thres=0.25, device='', exist_ok=False, img_size=640, iou_thres=0.45, name='exp', project='runs/detect', save_conf=False, save_txt=False, source='data/images/', update=False, view_img=False, weights=['yolov5s.pt'])
YOLOv5 v4.0-96-g83dc1b4 torch 1.7.0+cu101 CUDA:0 (Tesla V100-SXM2-16GB, 16160.5MB)

Fusing layers... 
Model Summary: 224 layers, 7266973 parameters, 0 gradients, 17.0 GFLOPS
image 1/2 /content/yolov5/data/images/bus.jpg: 640x480 4 persons, 1 bus, Done. (0.010s)
image 2/2 /content/yolov5/data/images/zidane.jpg: 384x640 2 persons, 1 tie, Done. (0.011s)
Results saved to runs/detect/exp2
Done. (0.103s)
  • Inference with detect.py 通过 detect.py 推理

detect.py 在各种源上运行推理,从最新的YOLOv5版本自动下载模型,并将结果保存到运行/检测(runs/detect.)。

$ python detect.py --source 0  # webcam
                            file.jpg  # image 
                            file.mp4  # video
                            path/  # directory
                            path/*.jpg  # glob
                            'https://youtu.be/NUsoVlDFqZg'  # YouTube
                            'rtsp://example.com/media.mp4'  # RTSP, RTMP, HTTP stream 通过传输协议可以实现实时检测    
  • Training 训练模型

运行以下命令以重现 COCO 数据集上的结果(首次使用时会自动下载数据集)。在单个 V100 上,YOLOv5s/m/l/x 的训练时间为 2/4/6/8 天(多 GPU 时间更快)。使用 GPU 允许的最大批大小(显示 16 GB 设备的批大小)。

$ python train.py --data coco.yaml --cfg yolov5s.yaml --weights '' --batch-size 64
                                         yolov5m                                40
                                         yolov5l                                24
                                         yolov5x                                16

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3.3 YOLOV5参数讲解

  • detect.py文件中main函数详解
# --weights  default='yolov5s.pt'权重文件的路径地址
   parser.add_argument('--weights', nargs='+', type=str, default='yolov5s.pt', help='model.pt path(s)')
# --source   default='data/images'给神经网络指定数据输入,可以用来实时检测和验证模型使用,输入0是使用电脑自带摄像
    parser.add_argument('--source', type=str, default='data/images', help='source')  # file/folder, 0 for webcam
# --img-size   default=640指定输入图片的分辨率,输出的图片格式不会被改变(只是在网络运算过程中把图片进行一个缩放或扩大方便运算)
    parser.add_argument('--img-size', type=int, default=640, help='inference size (pixels)')
# --conf-thres  default=0.25置信度(只要大于0.25,就显示出目标)
    parser.add_argument('--conf-thres', type=float, default=0.25, help='object confidence threshold')
# --iou-thres  default=0.45目标上的框,iou是选出最适合的一个框(iou=交集部分/并集部分)
    parser.add_argument('--iou-thres', type=float, default=0.45, help='IOU threshold for NMS')
# --device  default=''设备
    parser.add_argument('--device', default='', help='cuda device, i.e. 0 or 0,1,2,3 or cpu')
# --view-img action='store_true'指只要设定这个参数,参数值就是True,显不显示运行结果
    parser.add_argument('--view-img', action='store_true', help='display results')
# --save-txt action='store_true'同上,保存结果设置成一个txt,保存框的位置和置信度等信息
    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')
# --classes nargs='+'可以设置为0,2,3等,如果参数是0,作用是只保存第0个类,其他类都不保存
    parser.add_argument('--classes', nargs='+', type=int, help='filter by class: --class 0, or --class 0 2 3')
# --agnostic-nms 增强的一个检测
    parser.add_argument('--agnostic-nms', action='store_true', help='class-agnostic NMS')
    parser.add_argument('--augment', action='store_true', help='augmented inference')
# --update 去掉优化器等参数,只保留网络模型
    parser.add_argument('--update', action='store_true', help='update all models')
# --project  default='runs/detect'把结果文件保存到什么位置
    parser.add_argument('--project', default='runs/detect', help='save results to project/name')
# --name default='exp' 保存结果文件的命名
    parser.add_argument('--name', default='exp', help='save results to project/name')
# --exist-ok 把新一轮检测的结果保存在一个创建的新的文件夹内,如果是false只会保存在上一个文件夹,默认是True
    parser.add_argument('--exist-ok', action='store_true', help='existing project/name ok, do not increment')

可以通过pycharm设置参数

image-20220104201241244

  • train.py文件中main参数详解
# 未解释的不太重要或者用不上,想了解的 参数+Ctrl+F,在源码中查看

# --weights default='yolov5s.pt'训练模型的路径,初始化网络模型的参数,yolov5s.pt是YOLOV5预训练好的模型
# 若想训练自己的模型可设置它为空  如default=''
# 同时也可以放入你之前训练好的模型,做参数初始化,进行下一轮训练
    parser.add_argument('--weights', type=str, default='yolov5s.pt', help='initial weights path')
# --cfg default='' 模型参数设置文件的路径
    parser.add_argument('--cfg', type=str, default='', help='model.yaml path')
# --data 指定训练数据集路径
    parser.add_argument('--data', type=str, default='data/coco128.yaml', help='data.yaml path')
# --hyp 超参数文件路径地址
    parser.add_argument('--hyp', type=str, default='data/hyp.scratch.yaml', help='hyperparameters path')
# --epochs:训练轮次    
    parser.add_argument('--epochs', type=int, default=300)
# --batch-size:喂入批次文件的多少(一次喂入16张)  
    parser.add_argument('--batch-size', type=int, default=16, help='total batch size for all GPUs')
# --img-size:输入图片尺寸
    parser.add_argument('--img-size', nargs='+', type=int, default=[640, 640], help='[train, test] image sizes')
# --rect:是否采用矩形训练,默认False,减少一些不必要的信息,比如裁剪数据集的阴影部分,加快训练速度    
    parser.add_argument('--rect', action='store_true', help='rectangular training')
# --resume:接着打断训练上次的结果接着训练,必须指定上次模型训练文件的路径
    parser.add_argument('--resume', nargs='?', const=True, default=False, help='resume most recent training')
# --nosave:不保存模型,默认False,True是只保存最后一次训练模型的权重数据文件   
    parser.add_argument('--nosave', action='store_true', help='only save final checkpoint')
# --notest:不进行test,默认False   
    parser.add_argument('--notest', action='store_true', help='only test final epoch')
# --noautoanchor:不自动调整anchor,默认False(锚点和锚框)
    parser.add_argument('--noautoanchor', action='store_true', help='disable autoanchor check')
# --evolve:是否进行超参数进化,默认False
    parser.add_argument('--evolve', action='store_true', help='evolve hyperparameters')
# --bucket:谷歌云盘bucket,一般不会用到 
    parser.add_argument('--bucket', type=str, default='', help='gsutil bucket')
# --cache-images:是否提前缓存图片到内存,以加快训练速度,默认False 
    parser.add_argument('--cache-images', action='store_true', help='cache images for faster training')
# --image-weights:使用加权图像选择进行训练,作者测试过,但效果布不能得到保证
    parser.add_argument('--image-weights', action='store_true', help='use weighted image selection for training')
# --device:训练的设备,cpu;0(表示一个gpu设备cuda:0);0,1,2,3(多个gpu设备) 
    parser.add_argument('--device', default='', help='cuda device, i.e. 0 or 0,1,2,3 or cpu')
# --multi-scale:是否进行多尺度训练,默认False 
    parser.add_argument('--multi-scale', action='store_true', help='vary img-size +/- 50%%')
# --single-cls:数据集是否只有一个类别,默认False
    parser.add_argument('--single-cls', action='store_true', help='train multi-class data as single-class')
# --adam:是否使用adam优化器 
    parser.add_argument('--adam', action='store_true', help='use torch.optim.Adam() optimizer')
# --sync-bn:是否使用跨卡同步BN,在DDP模式使用
    parser.add_argument('--sync-bn', action='store_true', help='use SyncBatchNorm, only available in DDP mode')
# --local_rank:DDP参数,请勿修改
    parser.add_argument('--local_rank', type=int, default=-1, help='DDP parameter, do not modify')
# --workers:最大工作核心数
    parser.add_argument('--workers', type=int, default=8, help='maximum number of dataloader workers')
# --project:训练模型的保存位置
    parser.add_argument('--project', default='runs/train', help='save to project/name')

    parser.add_argument('--entity', default=None, help='W&B entity')
# --name:模型保存的目录名称
    parser.add_argument('--name', default='exp', help='save to project/name')
# --exist-ok:模型目录是否存在,不存在就创建
    parser.add_argument('--exist-ok', action='store_true', help='existing project/name ok, do not increment')
# --quad 默认False,对数据进行的处理方式
    parser.add_argument('--quad', action='store_true', help='quad dataloader')
# --linear-lr 学习速率,开启按照线性方式
    parser.add_argument('--linear-lr', action='store_true', help='linear LR')
# --label-smoothing 标签平滑
    parser.add_argument('--label-smoothing', type=float, default=0.0, help='Label smoothing epsilon')
    parser.add_argument('--upload_dataset', action='store_true', help='Upload dataset as W&B artifact table')
    parser.add_argument('--bbox_interval', type=int, default=-1, help='Set bounding-box image logging interval for W&B')
    parser.add_argument('--save_period', type=int, default=-1, help='Log model after every "save_period" epoch')
 # --artifact_alias 这个参数貌似未实现,注释不影响运行
    parser.add_argument('--artifact_alias', type=str, default="latest", help='version of dataset artifact to be used')
  • –cfg 模型参数设置文件的路径

image-20220104204059850

  • –hyp 超参数文件路径地址

image-20220104205155756

  • run文件(训练结果目录文件详解)

训练最好效果的网络模型参数

训练最后一个的网络模型参数

tensorboard日志文件

训练模型的一些超参数

标注模型的一些分布

标注的一些相关矩阵

训练过程中参数的一些设置

训练结果的记录

训练的一些图片

image-20220104203402689

image-20220104204312189

  • –resumeimage-20220104205854411

image-20220104210117446

四、训练自己数据集

1.半人工标注和仿真数据集

比较麻烦,但自己省事,不太建议使用

可以去看看土堆大佬的视频

2.人工标注

2.1 labelimg介绍

Labelimg是一款开源的数据标注工具,可以标注三种格式。

   1  VOC标签格式,保存为xml文件。

   2  yolo标签格式,保存为txt文件。

   3 createML标签格式,保存为json格式。

2.2 labelimg的安装

​ 这里主要讲的是在window系统中的安装,首先打开cmd命令行(快捷键:win+R)。进入cmd命令行控制台。输入如下的命令:

pip install labelimg -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

​ 运行如上命令后,系统就会自动下载labelimg相关的依赖。由于这是一个很轻量的工具,所以下载起来很快,当出现如下红色框框中的告诉我们成功安装的时候,说明labelimg安装成功了。

img

2.3 使用labelimg文件格式

VOC2007的目录结构为:

├── VOC2007
│├── JPEGImages 存放需要打标签的图片文件
│├── Annotations 存放标注的标签文件
│├── predefined_classes.txt 定义自己要标注的所有类别(这个文件可有可无,但是在我们定义类别比较多的时候,最好有这个创建一个这样的txt文件来存放类别)

例:比如要训练三个类

JPEGImages文件:

img

predefined_classes.txt文件

img

2.4 打开labelimg

  • DOS窗口进入VOC2007文件下

img

  • 输入如下的命令打开labelimg。

    这个命令的意思是打开labelimg工具;打开JPEGImage文件夹,初始化predefined_classes.txt里面定义的类。

labelimg JPEGImages predefined_classes.txt
  • 运行如上的命令就会打开这个工具

img

  • 工具的使用

    image-20220105144249924

image-20220105144527680

  • 常用快捷键如下

A:切换到上一张图片

D:切换到下一张图片

W:调出标注十字架

del :删除标注框框

Ctrl+u:选择标注的图片文件夹

Ctrl+r:选择标注好的label标签存在的文件夹

  • 标签打完以后可以去Annotations 文件下看到标签文件已经保存

img

五、数据集格式转化及训练集和验证集划分

yolov5训练所需要的文件格式是yolo(txt格式),需要对xml格式的标签文件转换为txt文件。

同时训练自己的yolov5检测模型的时候,数据集需要划分为训练集和验证集。这里提供了一份代码将xml格式的标注文件转换为txt格式的标注文件,并按比例划分为训练集和验证集

import xml.etree.ElementTree as ET
import pickle
import os
from os import listdir, getcwd
from os.path import join
import random
from shutil import copyfile
 
classes = ["hat", "person"]
#classes=["ball"]
 
TRAIN_RATIO = 80
 
def clear_hidden_files(path):
    dir_list = os.listdir(path)
    for i in dir_list:
        abspath = os.path.join(os.path.abspath(path), i)
        if os.path.isfile(abspath):
            if i.startswith("._"):
                os.remove(abspath)
        else:
            clear_hidden_files(abspath)
 
def convert(size, box):
    dw = 1./size[0]
    dh = 1./size[1]
    x = (box[0] + box[1])/2.0
    y = (box[2] + box[3])/2.0
    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('VOCdevkit/VOC2007/Annotations/%s.xml' %image_id)
    out_file = open('VOCdevkit/VOC2007/YOLOLabels/%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
        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))
        bb = convert((w,h), b)
        out_file.write(str(cls_id) + " " + " ".join([str(a) for a in bb]) + '\n')
    in_file.close()
    out_file.close()
 
wd = os.getcwd()
wd = os.getcwd()
data_base_dir = os.path.join(wd, "VOCdevkit/")
if not os.path.isdir(data_base_dir):
    os.mkdir(data_base_dir)
work_sapce_dir = os.path.join(data_base_dir, "VOC2007/")
if not os.path.isdir(work_sapce_dir):
    os.mkdir(work_sapce_dir)
annotation_dir = os.path.join(work_sapce_dir, "Annotations/")
if not os.path.isdir(annotation_dir):
        os.mkdir(annotation_dir)
clear_hidden_files(annotation_dir)
image_dir = os.path.join(work_sapce_dir, "JPEGImages/")
if not os.path.isdir(image_dir):
        os.mkdir(image_dir)
clear_hidden_files(image_dir)
yolo_labels_dir = os.path.join(work_sapce_dir, "YOLOLabels/")
if not os.path.isdir(yolo_labels_dir):
        os.mkdir(yolo_labels_dir)
clear_hidden_files(yolo_labels_dir)
yolov5_images_dir = os.path.join(data_base_dir, "images/")
if not os.path.isdir(yolov5_images_dir):
        os.mkdir(yolov5_images_dir)
clear_hidden_files(yolov5_images_dir)
yolov5_labels_dir = os.path.join(data_base_dir, "labels/")
if not os.path.isdir(yolov5_labels_dir):
        os.mkdir(yolov5_labels_dir)
clear_hidden_files(yolov5_labels_dir)
yolov5_images_train_dir = os.path.join(yolov5_images_dir, "train/")
if not os.path.isdir(yolov5_images_train_dir):
        os.mkdir(yolov5_images_train_dir)
clear_hidden_files(yolov5_images_train_dir)
yolov5_images_test_dir = os.path.join(yolov5_images_dir, "val/")
if not os.path.isdir(yolov5_images_test_dir):
        os.mkdir(yolov5_images_test_dir)
clear_hidden_files(yolov5_images_test_dir)
yolov5_labels_train_dir = os.path.join(yolov5_labels_dir, "train/")
if not os.path.isdir(yolov5_labels_train_dir):
        os.mkdir(yolov5_labels_train_dir)
clear_hidden_files(yolov5_labels_train_dir)
yolov5_labels_test_dir = os.path.join(yolov5_labels_dir, "val/")
if not os.path.isdir(yolov5_labels_test_dir):
        os.mkdir(yolov5_labels_test_dir)
clear_hidden_files(yolov5_labels_test_dir)
 
train_file = open(os.path.join(wd, "yolov5_train.txt"), 'w')
test_file = open(os.path.join(wd, "yolov5_val.txt"), 'w')
train_file.close()
test_file.close()
train_file = open(os.path.join(wd, "yolov5_train.txt"), 'a')
test_file = open(os.path.join(wd, "yolov5_val.txt"), 'a')
list_imgs = os.listdir(image_dir) # list image files
prob = random.randint(1, 100)
print("Probability: %d" % prob)
for i in range(0,len(list_imgs)):
    path = os.path.join(image_dir,list_imgs[i])
    if os.path.isfile(path):
        image_path = image_dir + list_imgs[i]
        voc_path = list_imgs[i]
        (nameWithoutExtention, extention) = os.path.splitext(os.path.basename(image_path))
        (voc_nameWithoutExtention, voc_extention) = os.path.splitext(os.path.basename(voc_path))
        annotation_name = nameWithoutExtention + '.xml'
        annotation_path = os.path.join(annotation_dir, annotation_name)
        label_name = nameWithoutExtention + '.txt'
        label_path = os.path.join(yolo_labels_dir, label_name)
    prob = random.randint(1, 100)
    print("Probability: %d" % prob)
    if(prob < TRAIN_RATIO): # train dataset
        if os.path.exists(annotation_path):
            train_file.write(image_path + '\n')
            convert_annotation(nameWithoutExtention) # convert label
            copyfile(image_path, yolov5_images_train_dir + voc_path)
            copyfile(label_path, yolov5_labels_train_dir + label_name)
    else: # test dataset
        if os.path.exists(annotation_path):
            test_file.write(image_path + '\n')
            convert_annotation(nameWithoutExtention) # convert label
            copyfile(image_path, yolov5_images_test_dir + voc_path)
            copyfile(label_path, yolov5_labels_test_dir + label_name)
train_file.close()
test_file.close()
  • 数据集的格式结构必须如下

    img

Annotations里面存放着xml格式的标签文件

JPEGImages里面存放着照片数据文件

  • 注意事项

image-20220105145103028

classes里面必须正确填写xml里面已经标注好的类

TRAIN_RATIO是训练集和验证集的比例,

当等于80的时候,说明划分80%给训练集,20%给验证集。

  • 运行结果

img

在VOCdevkit目录下生成images和labels文件夹

文件夹下分别生成了train文件夹和val文件夹

分别保存训练集的照片和txt格式的标签,还有验证集的照片和txt格式的标签

images文件夹和labels文件夹就是训练yolov5模型所需的训练集和验证集

YOLOLabels文件夹,里面存放着所有的txt格式的标签文件

六、利用YOLOV5训练自己的目标检测模型

1.代码目录介绍

image-20220105145640431

├── data:主要是存放一些超参数的配置文件(这些文件(yaml文件)是用来配置训练集和测试集还有验证集的路径的,其中还包括目标检测的种类数和种类的名称);还有一些官方提供测试的图片。如果是训练自己的数据集的话,那么就需要修改其中的yaml文件。但是自己的数据集不建议放在这个路径下面,而是建议把数据集放到yolov5项目的同级目录下面。

├── models:里面主要是一些网络构建的配置文件和函数,其中包含了该项目的四个不同的版本,分别为是s、m、l、x。从名字就可以看出,这几个版本的大小。他们的检测测度分别都是从快到慢,但是精确度分别是从低到高。这就是所谓的鱼和熊掌不可兼得。如果训练自己的数据集的话,就需要修改这里面相对应的yaml文件来训练自己模型。

├── utils:存放的是工具类的函数,里面有loss函数,metrics函数,plots函数等等。

├── weights:放置训练好的权重参数。

├── detect.py:利用训练好的权重参数进行目标检测,可以进行图像、视频和摄像头的检测。

├── train.py:训练自己的数据集的函数。

├── test.py:测试训练的结果的函数。

├──requirements.txt:这是一个文本文件,里面写着使用yolov5项目的环境依赖包的一些版本,可以利用该文本导入相应版本的包。

2.利用labelimg标注数据和数据的准备

目录格式如下:

image-20220105145912427

3.获得预训练权重

一般为了缩短网络的训练时间,并达到更好的精度,我们一般加载预训练权重进行网络的训练。而yolov5的5.0版本给我们提供了几个预训练权重,我们可以对应我们不同的需求选择不同的版本的预训练权重。通过如下的图可以获得权重的名字和大小信息,可以预料的到,预训练权重越大,训练出来的精度就会相对来说越高,但是其检测的速度就会越慢。预训练权重可以通过这个网址进行下载

image-20220105150118019

4.训练自己的模型

4.1修改数据配置文件

  • data目录下的voc.yaml文件

image-20220105150528413

image-20220105151027272

4.2修改模型配置文件

  • models目录下的预训练权重文件(yolov5s.yaml)

image-20220105151337705

image-20220105151402395

4.3训练自己的模型启用tensorbord查看参数

  • train.py

image-20220105151507700

修改如下参数:

image-20220105151858676

注意:路径都是相对路径

image-20220105152103862

如果出现下列问题:

image-20220105152329937

则说明GPU显存溢出报错,要修改如下参数

# 一次喂入多少张图片
parser.add_argument('--batch-size', type=int, default=16, help='total batch size for all GPUs')
# 最大工作核心数
parser.add_argument('--workers', type=int, default=8, help='maximum number of dataloader workers')
# 如果还不行那就再调小一点

如果出现下列问题:

image-20220105152645554

则说明虚拟内存不够用,要修改以下参数:

utils路径下找到datasets.py这个文件,将里面的第81行里面的参数nw改完0就可以了

image-20220105152759124

4.4启用tensorbord查看参数

image-20220105152903245

tensorboard --logdir=runs/train

已经训练好了,但是我们还想用tensorbord查看此模型的训练过程,输入如下命令

tensorboard --logdir=runs

4.5推理测试

等到数据训练好了以后,就会在主目录下产生一个run文件夹,在run/train/exp/weights目录下会产生两个权重文件,一个是最后一轮的权重文件,一个是最好的权重文件,一会我们就要利用这个最好的权重文件来做推理测试。除此以外还会产生一些验证文件的图片等一些文件。

image-20220105153049760

打开detect.py文件进行验证

image-20220105153124866

修改detect.py中main函数的参数

# 传入训练好的最好的权重
parser.add_argument('--weights', nargs='+', type=str, default='runs/train/exp/weights/best.pt', help='model.pt path(s)')
# 对图片进行测试推理,将如下参数修改成图片的路径(对视频推理也在这修改)
 parser.add_argument('--source', type=str, default='000295.jpg', help='source') 

推测结束后,run文件下会生成一个detect目录,推理结果会保存在exp目录

image-20220105153339380

如果要对摄像头进行测试:

# 对摄像头进行测试,只需将路径改写为0就好了
 parser.add_argument('--source', type=str, default='0', help='source') 

找到utils目录下的datasets.py文件

image-20220105153613520

找到第279行代码,给两个url参数加上str就可以

image-20220105153649336

七、生成数据文件解释

混淆矩阵:指明在类别上的一个精度

image-20220105181918296

fi指标:衡量精度

image-20220105182048780

hyp.yaml :表明超参数的

labels.jpg

image-20220105182240035

labels_correlogram.jpg

image-20220105182354953

nchup_yolov5s.out : 训练的一个记录

image-20220105182552662

results.jpg 训练过程中的一个变化

八、番外(测距)

image-20220108152307076

image-20220108153536752

进入pytorch环境指令 conda activate pytorch

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转载自blog.csdn.net/Alan_King79/article/details/124671329
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