使用pytorch实现的yolov4训练自己的数据集，并进行推理_pytorch-yolov4训练yolo格式的数据集

参考：https://github.com/Tianxiaomo/pytorch-YOLOv4/

对该仓库的步骤详细描述了一下，并解决了部分问题。

一 应用场景

在x86 ，ubuntu18.04（cpu）上，使用pytorch实现的yolov4训练自己的数据集，并进行推理。

二 环境准备

该样例依赖以下环境：

numpy==1.18.2

tensorboardX==2.0

scikit_image==0.16.2

matplotlib==2.2.3

tqdm==4.43.0

easydict==1.9

Pillow==7.1.2

opencv_python

pycocotools

pytorch==1.4(注意不要直接下)

onnx

onnxruntime

为了方便安装，我已经写了一个环境安装脚本enviroment.sh，所以配置环境时仅需：

$ ./enviroment.sh

安装结束，运行环境即完成配置

三 数据集准备

先将获取你的样本图片放入特定文件夹之后获取标签索引文件。

该样例支持的标签索引文件格式如下：

# train.txt

image_path1 x1,y1,x2,y2,id x1,y1,x2,y2,id x1,y1,x2,y2,id ...

image_path2 x1,y1,x2,y2,id x1,y1,x2,y2,id x1,y1,x2,y2,id ...

...

…

为得到该文件，你需要先把你的图片进行标注，制作成voc数据集，因为我之前已经有voc数据集了

得到voc数据集后（应在./data/my_data路径下）

生成类别文件mushroom.names(./data/my_data)

使用我写好的脚本Voc_yolov4_pytorch.py（./data/my_data）

展示代码：

# coding: utf-8
 
import xml.etree.ElementTree as ET
import os
 
names_dict = {}
cnt = 0
f = open('./voc_names.txt', 'r').readlines()
for line in f:
    line = line.strip()
    names_dict[line] = cnt
    cnt += 1
 
voc_07 = 'VOC2007'
#voc_12 = './VOC2012'
 
anno_path = [os.path.join(voc_07, 'Annotations')]
img_path = [os.path.join( voc_07, 'JPEGImages')]
 
trainval_path = [os.path.join(voc_07, 'ImageSets/Main/train.txt')]
test_path = [os.path.join(voc_07, 'ImageSets/Main/trainval.txt')]
 
 
def parse_xml(path):
    tree = ET.parse(path)
    img_name = path.split('/')[-1][:-4]
    
    height = tree.findtext("./size/height")
    width = tree.findtext("./size/width")
 
    objects = [img_name]
 
    for obj in tree.findall('object'):
        difficult = obj.find('difficult').text
        if difficult == '1':
            continue
        name = obj.find('name').text
        bbox = obj.find('bndbox')
        xmin = bbox.find('xmin').text
        ymin = bbox.find('ymin').text
        xmax = bbox.find('xmax').text
        ymax = bbox.find('ymax').text
 
        name = str(names_dict[name])
        # objects.extend([xmin, ymin, xmax, ymax, name])
        objects.extend([f'{xmin},{ymin},{xmax},{ymax},{name}'])
    if len(objects) > 1:
        return objects
    else:
        return None
 
test_cnt = 0
def gen_test_txt(txt_path):
    global test_cnt
    f = open(txt_path, 'w')
 
    for i, path in enumerate(test_path):
        img_names = open(path, 'r').readlines()
        for img_name in img_names:
            img_name = img_name.strip()
            # print (anno_path)
            xml_path = anno_path[i] + '/' + img_name + '.xml'
            objects = parse_xml(xml_path)
            if objects:
                objects[0] = img_name + '.jpg'
                temp = img_path[i] + '/' + img_name + '.jpg'
                if os.path.exists(temp):
                    # objects.insert(0, str(test_cnt))
                    # test_cnt += 1
                    objects = ' '.join(objects) + '\n'
                    f.write(objects)
    f.close()
 
 
train_cnt = 0
def gen_train_txt(txt_path):
    global train_cnt
    f = open(txt_path, 'w')
 
    for i, path in enumerate(trainval_path):
        img_names = open(path, 'r').readlines()
        
        for img_name in img_names:
            img_name = img_name.strip()
            
            xml_path = anno_path[i] + '/' + img_name + '.xml'
            objects = parse_xml(xml_path)
            if objects:
                objects[0] = img_name + '.jpg'
                temp = img_path[i] + '/' + img_name + '.jpg'
                if os.path.exists(temp):
                    # objects.insert(0, str(train_cnt))
                    # train_cnt += 1
                    objects = ' '.join(objects) + '\n'
                    print(objects)
                    f.write(objects)
    f.close()
 
 
gen_train_txt('train1.txt')
gen_test_txt('val1.txt')

修改以下部分来完成获取标签索引文件：

1 修改为你的索引文件所在路径

2 修改为你的数据集文件所在路径

3 分别修改为你的标签索引文件名

在./data/my_data路径下运行

$ python3 Voc_yolov4_pytorch.py

生成标签索引文件

train.txt和val.txt

将其复制到到./data文件夹下，数据集准备完毕。

四 预训练模型准备

需要用darknet2pytorch将原来的darknet模型转换为pt模型，这里使用转换完毕的pytorch模型。

下载地址：百度网盘

yolov4.pth(https://pan.baidu.com/s/1ZroDvoGScDgtE1ja_QqJVw  Extraction code:xrq9)

下载完成后放置于./路径下。

五 训练参数配置

修改dataset.py的以下部分：

1 get_image_id函数定义中的

因为id这里要取整数，所以

part[-1][15:-4]这里代表你的图片名里只含有数字的那一部分，根据你个人的数据集实际情况进行修改。

修改cfg.py的以下部分：

1 不使用cfg的配置

2 修改以下部分使得batch-size=batch//subvisions=3

3 修改标签索引文件路径对应你的路径

修改train.py的以下部分：

1 因为本来就只有cpu训练，所以将数据加载的worker关闭，num_workers=0,根据自己电脑情况修改

参数配置完毕。

六 模型训练

在./路径下执行:

$ python3 train.py -l 0.001 -pretrained ./yolov4.pth -classes 1 -dir ./data/my_data/VOC2007/JPEGImages/

参数解释：

1 -l 0.001 训练的的学习率：0.001

2 -pretrained ./yolov4.pth 预训练模型：./yolov4.pth

3 -class 1 数据集总类别数：1

4 -dir 数据集图片存放路径

开始训练，训练中产生的模型会存放在./checkpoint/

日志会存放在./log/

训练时间可能较长，可尝试nohup后台训练

查看打印的日志：

最后一次训练的各ap值：（效果一般，不过只有cpu也玩不起了）

可以看到最后一个epoch模型文件已存放于checkpoints/文件夹

七 模型推理

这里我们使用models.py进行推理

需要对脚本进行以下修改：

对models.py进行修改：

将torch.device后面修改为如下

将use_cuda后面改为如下：

下面predictions.jpg根据个人需求修改路径

对./tools/utils.py里的plot_boxes_cv2函数定义的以下部分修改为如下：

修改完成后就开始预测。

在./路径下运行：

$ python3 models.py 1 checkpoints/Yolov4_epoch300.pth jpg/test1.jpg 608 608 data/mushroom.names

参数解释为：

python3 models.py 类别数 预测模型路径 预测图片路径 指定图片宽 指定图片高(宽高保持和训练时的一致即可) 类别文件路径

开始推理：在命令行可以看到处理时间

推理效果。

其他推理图片展示：