py-faster-rcnn文件读取

环境:caffe,python版本;[代码链接]<https://github.com/rbgirshick/py-faster-rcnn>
本篇文章主要介绍rbg大神的faster-rcnn模型进行训练时数据库读取与生成部分。

faster-rcnn代码的主要目录结构如下:

├── caffe-fast-rcnn    本次项目所用的caffe版本
├── data
│   ├── demo
│   └── scripts    //获取数据的脚本
├── experiments  
│   ├── cfgs
│   ├── logs     //存放日志文件
│   └── scripts   //存放训练脚本
├── lib
│   ├── datasets
├── models
│   ├── coco
│   └── pascal_voc   //pascal_voc和coco是两种数据集的格式
│       ├── VGG16
│       │   ├── faster_rcnn_alt_opt   //alt_opt和end2end以及fast_rcnn是三种训练方法
│       │   ├── faster_rcnn_end2end
│       │   └── fast_rcnn
│       ├── VGG_CNN_M_1024
│       └── ZF  //ZF VGG16 和M_1024是三种训练模型
└── tools

由于本片文章主要讲解训练的数据如何以及数据库的生成，我们打开数据训练模型的脚本。

py-faster-rcnn/experiments/scripts/faster_rcnn_end2end.sh

time ./tools/train_net.py --gpu ${GPU_ID} \    #time计算执行train_net.py所需时间，训练时传进来6个参数
  --solver models/${PT_DIR}/${NET}/faster_rcnn_end2end/solver.prototxt \ 
  --weights data/imagenet_models/${NET}.v2.caffemodel \
  --imdb ${TRAIN_IMDB} \  #TRAIN_IMDB = "voc_2007_trainval"
  --iters ${ITERS} \
  --cfg experiments/cfgs/faster_rcnn_end2end.yml \ 
  ${EXTRA_ARGS}

imdb 参数为voc_2007_trainval,指出调用的训练集的名字。然后转到py-faster-rcnn/tools/train_net.py文件的104行。可以看到combined_roidb函数传入数据集的名字然后返回数据集，imdb是整个项目的数据库包含比如图片的路径，图片名称的索引接下来我们还会详细讲解。

imdb, roidb = combined_roidb(args.imdb_name) #args.imdb_name = "voc_2007_trainval"

接下来我们看combined_roidb函数的定义

def combined_roidb(imdb_names):  #imdb_names='voc_2007_trainval'
    def get_roidb(imdb_name): #imdb_name = 'voc_2007_trainval'
        imdb = get_imdb(imdb_name)  #通过工厂类获取数据库信息
        print 'Loaded dataset `{:s}` for training'.format(imdb.name) #加载数据集用于训练 imdb.name = voc_2007_trainval
        imdb.set_proposal_method(cfg.TRAIN.PROPOSAL_METHOD)  #cfg.TRAIN.PROPOSAL_METHOD = 'selective_search'
        print 'Set proposal method: {:s}'.format(cfg.TRAIN.PROPOSAL_METHOD)     #设置训练方法
        roidb = get_training_roidb(imdb)#获得训练数据
        return roidb

    roidbs = [get_roidb(s) for s in imdb_names.split('+')]  #列表生成式 s = "voc_2007_trainval"
    roidb = roidbs[0]
    if len(roidbs) > 1:
        for r in roidbs[1:]:
            roidb.extend(r)
        imdb = datasets.imdb.imdb(imdb_names)
    else:
        imdb = get_imdb(imdb_names)
    return imdb, roidb

该函数首先进入get_imdb函数中，

def get_imdb(name): # name = 'voc_2007_trainval
    if not __sets.has_key(name):
        raise KeyError('Unknown dataset: {}'.format(name))
    return __sets[name]()
    # __sets是一个字典，key是数据集的名称，value是一个函数指针。

该函数返回一个set字典，通过下面的内容可以看到set字典是存储的匿名函数的指针，也就是set字典中的key值存放的是数据集的名称，value值存放的是pascal_voc构造函数的指针，所以get_lmdb函数返回的是pascal_voc类，所以imdb就是pascal_voc类的实例。

 __sets[name] = (lambda split=split, year=year: pascal_voc(split, year))

我们转到py-faster-rcnn/lib/datasets/pascal_voc.py文件中，该文件定义了pascal_voc类，该类中定义的图片的读取路径，读取标签xml路径，读取图片索引index,图片索引是所有图片的名字，事先存放在trainval.txt文件，imdb读取图片索引后，生成一个列表，这个根据列表元素可一返回图片的名字，这是imdb初始化完成，但是imdb的成员roidb还是空的，并没有数据填充，返回到train_net.py文件中看到，roidb的初始化在get_training_roidb中。

print 'Set proposal method: {:s}'.format(cfg.TRAIN.PROPOSAL_METHOD)     #设置训练方法
roidb = get_training_roidb(imdb)#获得训练数据
return roidb

roidb其实是一个imdb的一个成员，是一个list列表，列表中的每个元素是一个字典，字典中包括了图片的路径，图片的高度，图片的宽度，等相关属性。roidb的存储结构如下图，
这里写图片描述
这样我们能看到训练传入的数据部分其实就是imdb.roidb。模型根据roidb中的相关信息就可以找到图片的位置，以及xml的位置。
这样当我们需要训练自己的数据的时候，我们可以有两个更改方法。

1.数据图片部分不动，将源代码中读取图片路径和xml文件路径的函数进行适当的更改。
2.代码部分不动，当图片以原项目中的格式存放，原项目中的数据存放形式有pascal_voc和coco两种形式，可以任选一种组织形式。

以上两种方式中更推荐第二种更改办法，本项目代码结构较为复杂，函数以及文件的之间的耦合度较高，更改起来较为复杂，我们应该将更多的精力放在后期模型参数整定上面。

faster rcnn文件读取

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