深度学习目标检测工具箱mmdetection，训练自己的数据

一、简介

商汤科技（2018 COCO 目标检测挑战赛冠军）和香港中文大学最近开源了一个基于Pytorch实现的深度学习目标检测工具箱mmdetection，支持Faster-RCNN，Mask-RCNN，Fast-RCNN等主流的目标检测框架，后续会加入Cascade-RCNN以及其他一系列目标检测框架。

相比于Facebook开源的Detectron框架，作者声称mmdetection有三点优势：performance稍高、训练速度稍快、所需显存稍小。

我很早就听说了这个工具箱，但是一直没有开源。现在总算是开源了，于是就迫不及待地测试一下这个框架的效果。下面将记录一下我的测试过程，已经期间所遇到的一些坑。

2019.05.26更新了网盘里的demo.py文件，现在的demo应该可以匹配官方的最新代码了。

2019.02.22上传多个mmdetection模型，检测器包括Faster-RCNN、Mask-RCNN、RetinaNet，backbone包括Resnet-50、Resnet-101、ResNext-101，网盘链接：mmdetection（密码：dpyl）

二、安装教程

本人的系统环境：

• Ubuntu 16.04
• Cuda 9.0 + Cudnn 7.0.5
• Python 3.6 （mmdetection要求Python版本需要3.4+）
• Anaconda 3 （可选）

这里推荐大家使用Anaconda，可以比较方便的创建Python虚拟环境，避免不同的Python库之间产生冲突。在安装mmdetection之前，需要安装以下几个依赖库：

• PyTorch 0.4.1 和 torchvision
• PyTorch 1.0 PyTorch 1.1 (Pytorch 0.4.1的版本需要切换branch，在clone了mmdetection的git之后需要git checkout pytorch-0.4.1)
• Cython
• mmcv

下面是我的安装和测试步骤，以Anaconda 3为例。

1. 使用conda创建Python虚拟环境（可选）

conda create -n mmdetection python=3.6
source activate mmdetection

这样就创建了名为mmdetection的Python3.6环境，并且在terminal中激活。如果不需要虚拟环境，则将下文的conda install改为pip install

2. 安装PyTorch 1.1

conda install pytorch=1.1 -c pytorch

安装好以后，进入Python环境，输入以下代码测试是否安装成功，不报错则说明安装成功

import torch

3. 安装Cython

conda install cython

4. 安装mmcv

官方代码已更新，直接运行下一步就可以自动安装所有依赖库了

5. 安装mmdetection

git clone https://github.com/open-mmlab/mmdetection.git
cd mmdetection
python setup.py develop

到此，我们就完成了mmdetection及其依赖库的安装

6. 测试Demo

将下方的代码写入py文件，并存放到mmdetection文件夹目录下，然后运行。该代码的功能是检测图片中的目标，测试模型是官方给出的Faster-RCNN-fpn-resnet50的模型，运行代码会自动下载模型。由于模型是存储在亚马逊云服务器上，速度可能会稍慢，如果下载失败可以通过我的网盘链接mmdetection（密码：dpyl）进行下载，存放到mmdetection文件夹目录下，然后修改下方代码的相关部分

from mmdet.apis import init_detector, inference_detector, show_result
 
# 首先下载模型文件https://s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/open-mmlab/mmdetection/models/faster_rcnn_r50_fpn_1x_20181010-3d1b3351.pth
config_file = 'configs/faster_rcnn_r50_fpn_1x.py'
checkpoint_file = 'checkpoints/faster_rcnn_r50_fpn_1x_20181010-3d1b3351.pth'
 
# 初始化模型
model = init_detector(config_file, checkpoint_file)
 
# 测试一张图片
img = 'test.jpg'
result = inference_detector(model, img)
show_result(img, result, model.CLASSES)
 
# 测试一系列图片
imgs = ['test1.jpg', 'test2.jpg']
for i, result in enumerate(inference_detector(model, imgs, device='cuda:0')):
    show_result(imgs[i], result, model.CLASSES, out_file='result_{}.jpg'.format(i))

7. 准备自己的数据

mmdetection支持coco格式和voc格式的数据集，下面将分别介绍这两种数据集的使用方式

• coco数据集
  官方推荐coco数据集按照以下的目录形式存储，以coco2017数据集为例

mmdetection
├── mmdet
├── tools
├── configs
├── data
│   ├── coco
│   │   ├── annotations
│   │   ├── train2017
│   │   ├── val2017
│   │   ├── test2017

推荐以软连接的方式创建data文件夹，下面是创建软连接的步骤

cd mmdetection
mkdir data
ln -s $COCO_ROOT data

其中，$COCO_ROOT需改为你的coco数据集根目录

• voc数据集
  与coco数据集类似，将voc数据集按照以下的目录形式存储，以VOC2007为例

mmdetection
├── mmdet
├── tools
├── configs
├── data
│   ├── VOCdevkit
│   │   ├── VOC2007
│   │   │   ├── Annotations
│   │   │   ├── JPEGImages
│   │   │   ├── ImageSets
│   │   │   │   ├── Main
│   │   │   │   │   ├── test.txt
│   │   │   │   │   ├── trainval.txt

同样推荐以软连接的方式创建

cd mmdetection
mkdir data
ln -s $VOC2007_ROOT data/VOCdevkit

其中，$VOC2007_ROOT需改为你的VOC2007数据集根目录
然后，下载 pascal_voc_mod.py 和 voc_classes.txt （上方的模型下载地址中有）存放到mmdetection根目录下，运行以下代码
mmdetection官方代码已更新，不再需要自己生成

如果需要标注自己的数据，推荐使用LabelImg工具标注
然后在运行 pascal_voc_mod.py 之前，修改 voc_classes.txt 里的类别名为你自己设定的类别名，再运行py文件
然后需要修改mmdet/datasets/voc.py文件中的CLASSES为你自己的类别

8. 训练

官方推荐使用分布式的训练方式，这样速度更快，如果是coco训练集，修改CONFIG_FILE中的pretrained参数，改为你的模型路径，然后运行下方代码

./tools/dist_train.sh   [optional arguments]

如果是voc训练集，还需要修改config文件中的相关参数，可以参考 faster_rcnn_r50_mod.py （上方网盘地址中有），然后再运行上面的代码
mmdetection官方代码已更新，目前已支持voc格式的数据集，不再需要自己修改

如果不想采用分布式的训练方式，或者你只有一块显卡，则运行下方的代码

python tools/train.py  --gpus  --work_dir 

至此，如果一切顺利的话，你的模型应该就开始训练了