yolo3 配置文件yolo3_voc.cfg参数学习

原文链接：https://blog.csdn.net/ll_master/article/details/81487844

[net]
# Testing             初始batch参数要分为两类，分别为训练集和测试集，不同模式相应放开参数，#为注释符号
#batch=1
#subdivisions=1
# Training

batch=64 一批训练样本的样本数量，每batch个样本更新一次参数
subdivisions=8 batch/subdivisions作为一次性送入训练器的样本数量
如果内存不够大，将batch分割为subdivisions个子batch
（subdivisions相当于分组个数，相除结果作为一次送入训练器的样本数量）
注意：上面这两个参数如果电脑内存小，则把batch改小一点，batch越大，训练效果越好
Subdivisions越大，可以减轻显卡压力（分组数目越多，每组样本数量则会更少，显卡压力也会相应减少）

width=416
height=416
channels=3
以上三个参数为输入图像的参数信息 width和height影响网络对输入图像的分辨率，从而影响precision，只可以设置成32的倍数（为什么是32？由于使用了下采样参数是32，所以不同的尺寸大小也选择为32的倍数{320，352……608}，最小320320，最大608608，网络会自动改变尺寸，并继续训练的过程。）

momentum=0.9 DeepLearning1中最优化方法中的动量参数，这个值影响着梯度下降到最优值得速度 （注：SGD方法的一个缺点是其更新方向完全依赖于当前batch计算出的梯度，因而十分不稳定。Momentum算法借用了物理中的动量概念，它模拟的是物体运动时的惯性，即更新的时候在一定程度上保留之前更新的方向，同时利用当前batch的梯度微调最终的更新方向。这样一来，可以在一定程度上增加稳定性，从而学习地更快，并且还有一定摆脱局部最优的能力）

decay=0.0005 权重衰减正则项，防止过拟合，正则项往往有重要意义
//增加样本的数量，改变基础样本的状态，去增加样本整体的数量，增加样本量减少过拟合
angle=0 通过旋转角度来生成更多训练样本
saturation = 1.5 通过调整饱和度来生成更多训练样本
exposure = 1.5 通过调整曝光量来生成更多训练样本
hue=.1 通过调整色调来生成更多训练样本

learning_rate=0.001
学习率决定着权值更新的速度，设置得太大会使结果超过最优值，直接错过最优值，震荡回去，太小会使下降速度过慢，导致收敛过慢。如果仅靠人为干预调整参数，需要不断修改学习率。刚开始训练时可以将学习率设置的高一点，而一定轮数之后，将其减小。在训练过程中，一般根据训练轮数设置动态变化的学习率。
基本训练守则
刚开始训练时：学习率以 0.01 ~ 0.001 为宜。
一定轮数过后：逐渐减缓。
接近训练结束：学习速率的衰减应该在100倍以上。
提供参考资料学习率的调整参考https://blog.csdn.net/qq_33485434/article/details/80452941

burn_in=1000 在迭代次数小于burn_in时，其学习率的更新有一种方式，大于burn_in时，才采用policy的更新方式

max_batches = 500200 训练达到max_batches后停止学习，多个batches

policy=steps 这个是学习率调整的策略，有policy：constant, steps, exp, poly, step, sig, RANDOM，constant等方式
调整学习率的policy，有如下policy：constant, steps, exp, poly, step, sig, RANDOM
constant
保持学习率为常量，caffe里为fixed
steps
比较好理解，按照steps来改变学习率

Steps和scales相互一一对应
steps=40000,45000 下面这两个参数steps和scale是设置学习率的变化，比如迭代到40000次时，学习率衰减十倍。45000次迭代时，学习率又会在前一个学习率的基础上衰减十倍。根据batch_num调整学习率
scales=,.1,.1 学习率变化的比例，累计相乘

涉及几个参数（以后要学习的代码，具体参数可以调节）

exp
gamma=
返回base_lr*gamma^iter,iter为当前迭代次数，gamma设置为0.98

poly
power=4
max_batches=800000
对学习率进行多项式衰减。图中power为0.9

sig
学习率进行sigmod函数衰减
gamma= 0.05
step=200
效果如图所示

step
返回net.learning_rate*pow(net.scale, batch_num/net.step)

[convolutional]
batch_normalize=1 是否做BN操作
filters=32 输出特征图的数量
size=3 卷积核的尺寸
stride=1 做卷积运算的步长
pad=1 如果pad为0,padding由 padding参数指定。
如果pad为1，padding大小为size/2，padding应该是对输入图像左边缘拓展的像素数量
activation=leaky 激活函数的类型：logistic，loggy，relu，elu，relie，plse，hardtan，lhtan，linear，ramp，leaky，tanh，stair

# Downsample //以下为训练网络结构。

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=64
size=3
stride=2
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=32
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=64
size=3
stride=1
pad=1
activation=leaky
shortcut部分是卷积的跨层连接，就像Resnet中使用的一样，参数from是−3，意思是shortcut的输出是通过与先前的倒数第三层网络相加而得到。跨越连接。
[shortcut]
from=-3
activation=linear
• 输入与输出：输入与输出一般保持一致，并且不进行其他操作，只是求差。
• 处理操作：res层来源于resnet，为了解决网络的梯度弥散或者梯度爆炸的现象，提出将深层神经网络的逐层训练改为逐阶段训练，将深层神经网络分为若干个子段，每个小段包含比较浅的网络层数，然后用shortcut的连接方式使得每个小段对于残差进行训练，每一个小段学习总差（总的损失）的一部分，最终达到总体较小的loss，同时，很好的控制梯度的传播，避免出现梯度消失或者爆炸等不利于训练的情形。

# Downsample

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=128
size=3
stride=2
pad=1
activation=leaky

…

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=512
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=1024
activation=leaky
重点来了
[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
filters=18
每一个[region/yolo]层前的最后一个卷积层中的 filters=num(yolo层个数)*(classes+5) ,5的意义是5个坐标，论文中的tx,ty,tw,th,po
activation=linear

[yolo] //在yoloV2中yolo层叫region层,yolo2,3各自叫法不同
mask = 6,7,8 //训练框
mask的值是0,1,2，这意味着使用第一，第二和第三个anchor。 这是有道理的，因为检测层的每个单元预测3个box。 总共有三个检测层，共计9个anchor，
anchors = 10,13, 16,30, 33,23, 30,61, 62,45, 59,119, 116,90, 156,198, 373,326
1.anchors是可以事先通过cmd指令计算出来的，是和图片数量，width,height以及cluster(应该就是下面的num的值，即想要使用的anchors的数量)相关的预选框，可以手工挑选，也可以通过k means 从训练样本中学出
2.聚类的脚本放在github中
3. 预测框的初始宽高，第一个是w，第二个是h，总数量是num*2
classes=1
num=9 每个grid预测的BoundingBox num/yolo层个数
jitter=.3 利用数据抖动产生更多数据，YOLOv2中使用的是crop，filp，以及net层的angle，flip是随机的，crop就是jitter的参数，tiny-yolo-voc.cfg中jitter=.2，就是在0~0.2中进行cr

ignore_thresh = .5
参数解释：ignore_thresh 指得是参与计算的IOU阈值大小。当预测的检测框与ground true的IOU大于ignore_thresh的时候，不会参与loss的计算，否则，检测框将会参与损失计算。
参数目的和理解：目的是控制参与loss计算的检测框的规模，当ignore_thresh过于大，接近于1的时候，那么参与检测框回归loss的个数就会比较少，同时也容易造成过拟合；而如果ignore_thresh设置的过于小，那么参与计算的会数量规模就会很大。同时也容易在进行检测框回归的时候造成欠拟合。
参数设置：一般选取0.5-0.7之间的一个值，之前的计算基础都是小尺度（1313）用的是0.7，（2626）用的是0.5。这次先将0.5更改为0.7。
truth_thresh = 1
random=1 random设置成1，可以增加检测精度precision
//路由层 进行多尺度训练
[route]
layers = -4
当属性只有一个值时，它会输出由该值索引的网络层的特征图。 在我们的示例中，它是−4，所以层级将输出路由层之前第四个层的特征图。
当图层有两个值时，它会返回由其值所索引的图层的连接特征图。 在我们的例子中，它是−−1,61，并且该图层将输出来自上一层（-1）和第61层的特征图，并沿深度的维度连接。
[convolutional]
batch_normalize=1
filters=256
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[upsample]
stride=2

[route]
layers = -1, 61

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=256
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=512
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=256
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=512
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=256
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=512
activation=leaky

[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
filters=18
activation=linear

[yolo]
mask = 3,4,5
anchors = 10,13, 16,30, 33,23, 30,61, 62,45, 59,119, 116,90, 156,198, 373,326
classes=1
num=9
每个grid cell预测几个box,和anchors的数量一致。当想要使用更多anchors时需要调大num，
且如果调大num后训练时Obj趋近0的话可以尝试调大object_scale

jitter=.3
利用数据抖动产生更多数据，YOLOv2中使用的是crop，filp，以及net层的angle，flip是随机的, jitter就是crop的参数，tiny-yolo-voc.cfg中jitter=.3，就是在0~0.3中进行crop

ignore_thresh = .5 决定是否需要计算IOU误差的参数，大于thresh，IOU误差不会夹在cost function中
truth_thresh = 1
random=1 多尺度如果为1，每次迭代图片大小随机从320到608，步长为32，如果为0，每次训练大小与输入大小一致
[route]
layers = -4

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=128
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[upsample]
stride=2

[route]
layers = -1, 36

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=128
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=256
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=128
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=256
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
filters=128
size=1
stride=1
pad=1
activation=leaky

[convolutional]
batch_normalize=1
size=3
stride=1
pad=1
filters=256
activation=leaky

[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
filters=18
activation=linear

[yolo]
mask = 0,1,2
anchors = 10,13, 16,30, 33,23, 30,61, 62,45, 59,119, 116,90, 156,198, 373,326
classes=1
num=9
jitter=.3
ignore_thresh = .5
truth_thresh = 1
random=1

原英文地址： https://timebutt.github.io/static/understanding-yolov2-training-output/
原中文翻译地址:https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/78565440
8个分组，因此有八个subdivision，每个subdivision有八个照片
以上截图显示了所有训练图片的一个批次（batch），批次大小的划分根据我们在 .cfg 文件中设置的subdivisions参数。在我使用的 .cfg 文件中 batch = 64 ，subdivision = 8，所以在训练输出中，训练迭代包含了8组，每组又包含了8张图片，跟设定的batch和subdivision的值一致。（注： 也就是说每轮迭代会从所有训练集里随机抽取 batch = 64 个样本参与训练，所有这些 batch 个样本又被均分为 subdivision = 8 次送入网络参与训练，以减轻内存占用的压力）

• 9798： 指示当前训练的迭代次数
• 0.370096： 是总体的Loss(损失）
• 0.451929 avg： 是平均Loss，这个数值应该越低越好，一般来说，一旦这个数值低于0.060730 avg就可以终止训练了。
• 0.001000 rate： 代表当前的学习率，是在.cfg文件中定义的。
• 3.300000 seconds： 表示当前批次训练花费的总时间。
• 627072 images： 这一行最后的这个数值是9798*64的大小，表示到目前为止，参与训练的图片的总量。

• Region Avg IOU: 0.326577： 表示在当前subdivision内的图片的平均IOU，代表预测的矩形框和真实目标的交集与并集之比，这里是32.66%，这个模型需要进一步的训练。
• Class: 0.742537： 标注物体分类的正确率，期望该值趋近于1。
• Obj: 0.033966： 越接近1越好。
• No Obj: 0.000793： 期望该值越来越小，但不为零。
• Avg Recall: 0.12500： 是在recall/count中定义的，是当前模型在所有subdivision图片中检测出的正样本与实际的正样本的比值。在本例中，只有八分之一的正样本被正确的检测到。（和最开始初定的阈值有关系）
• count: 8：count后的值是所有的当前subdivision图片（本例中一共8张）中包含正样本的图片的数量。在输出log中的其他行中，可以看到其他subdivision也有的只含有6或7个正样本，说明在subdivision中含有不含检测对象的图片。
./darknet detector train cfg/voc.data cfg/yolov3-voc.cfg voc/ darknet53.conv.74 -gpus 0,1,2,3