【基于YOLO-v3训练自己的数据与检测任务】

文前白话

本文以YOLO-v3为例，介绍训练自己的检测任务过程，包含数据集的制作与转化、训练参数调整等。

• 相关学习链接推送：
• 【 YOLO系列v1-v5 原理+代码解读+项目实践】.
• 【YOLO-v3 源码详细解读】.

1、安装标注工具：labelme 进行数据标注

• labelme_github链接: https://github.com/wkentaro/labelme.
• 依据 readme 指示安装。
• Anaconda Python3 创建环境：

# python3
conda create --name=labelme python=3.6
conda activate labelme
pip install labelme

• 打开labelme进行标注：
  
  

• 相关链接： 视频解帧图片并保存到本地文件夹.

• 标注的 json 文件：
  

2、 准备需要的网络配置文件

• 通过安装 git 可以在Windows系统中，在该文件夹下执行bash create_custom_model.sh 3 命令（所在文件夹右键 Git bash Here） ，其中， 数字 3 表示实际的分类数,会自动生成 yolov3-custom.cfg 配置文件：
  

• 自动生成的yolov3-custom.cfg 相比于coco数据集的训练网络模型参数都没变，只是分类数目改变：
  - 具体的先验框大小等参数也可以自己修改。

• 特别注意：create_custom_model.sh不能重复执行，每次执行要先把之前生成的 yolov3-custom.cfg 文件 删除掉才可以。

3、进行标签格式转换

• （这个要看使用的源码类型，yolo-v3 和 v4/v5 源码中的数据标签有所不同）

• labelme中的标签框信息格式为 ：x1,y1,x2,y2
  

• YOLO-V3中使用的格式是：Cx,Cy,W,H 相对位置（取值范围0-1）
  

• 可以使用 json2yolo.py 脚本代码 进行格式转换：

# 	json2yolo.py 用它来把标签转换成对的格式
 
import json
import os

name3id = {'person':0,'car':1,'moto_car':2,} # 自己的类别
# 注意： 这里的类别顺序要和 classes.names 里的顺序一致
               
def convert(img_size, box): # 拿到json文件中的x1,y1,x2,y2坐标进行转换--》转换为相对位置【最好画坐标草图理解逻辑】
    dw = 1./(img_size[0]) #  dw = 1 / img_w
    dh = 1./(img_size[1]) #  dh = 1 / img_h
    x = (box[0] + box[2])/2.0 - 1   # 计算 x 的中心点
    y = (box[1] + box[3])/2.0 - 1   # 计算 y 的中心点
    w = box[2] - box[0]   # 通过坐标得到框的宽 w = x2 - x1
    h = box[3] - box[1]   # 通过坐标得到框的高 h = y2 - y1
    x = x*dw    #  将 w，h 转换到（0，1）之间的数据 (按比例缩小)
    w = w*dw
    y = y*dh  
    h = h*dh
    return (x,y,w,h)  # 得到转化后框的相对位置中心坐标以及 w，h
 
 
def decode_json(json_floder_path,json_name):
 
    txt_name = 'E:\\002_GIT\PyTorch-YOLOv3\\data\\custom\\labels\\' + json_name[0:-5] + '.txt' # 转换好的标签存放路径及名称

    txt_file = open(txt_name, 'w') # 写入
    # json_floder_path:labelme标注生成json文件的路径
    json_path = os.path.join(json_floder_path, json_name)  # 读入json文件
    data = json.load(open(json_path, 'r', encoding='gb2312'))
    # 提取数据
    img_w = data['imageWidth']  # 获取原图的  W
    img_h = data['imageHeight'] # 获取原图的  H
 
    for i in data['shapes']: # 遍历文件中的每一个 sharps
        
        label_name = i['label']  # 获取类别名
        if (i['shape_type'] == 'rectangle'):
 
            x1 = int(i['points'][0][0])  # 取到的坐标json文件中的x1,y1,x2,y2 各自坐标值
            y1 = int(i['points'][0][1])  # y1
            x2 = int(i['points'][1][0])  # x2
            y2 = int(i['points'][1][1])  # y2
 
            bb = (x1,y1,x2,y2) # 取出的bbox数值
            bbox = convert((img_w,img_h),bb) # 拿到标注框的坐标以后导入convert函数进行转换
            txt_file.write(str(name3id[label_name]) + " " + " ".join([str(a) for a in bbox]) + '\n')
    
if __name__ == "__main__":
    
    json_floder_path = 'E:\\002_GIT\\PyTorch-YOLOv3\\labels_uav'    # 读入 labelme标注生成json文件夹
    json_names = os.listdir(json_floder_path)
    for json_name in json_names: # 遍历文件夹内的json文件
        decode_json(json_floder_path,json_name) # 对每一个json文件，做decode_json的函数解析，进行格式转换

• 转化后前后的标签格式对比：

4、设置图片数据与标签的路径

• 标注图片存放路径
  

• 更改 classes.names 文件：改成自己训练任务里对应的类别名
  
  

• 训练集与验证集分配，路径写入txt文件中：
• 在训练时，直接从 txt 文件中的路径地址读取相应的图像数据

脚本遍历文件夹名称，并写入记事本中。
具体脚本参见: 【yolo训练时，遍历文件中的图片路径，并写入到指定的txt文件中】.

• 然后修改 custom.data 中的数据：（设置读取数据的路径地址）

注意：不同系统下路径的表述： / or \

• 可以参考源码中coco数据集的格式安排。

5、训练代码参数更改

• 1.train.py需要设置的参数
  –model_def config/yolov3-custom.cfg
  –data_config config/custom.data
  –pretrained_weights weights/darknet53.conv.74 #在别人训练基础上去做

• train.py中：

• • epoch、batch_size 依据实际的硬件配置设置
    

• datasets.py 中修改数据读取路径
  

• 改好就可以开始训练。

• 训练过程打印出的信息：

6、预测时的代码参数更改

• 使用源码中 detect.py 预测
  –image_folder data/samples/ #把需要预测的数据放到这里
  –checkpoint_model checkpoints/yolov3_ckpt_100.pth #换成训练好模型的路径
  –class_path data/custom/classes.names #画图时候要把框上显示出来自己的类别名