Faster R-CNN

该项目主要是来自pytorch官方torchvision模块中的源码

• https://github.com/pytorch/vision/tree/master/torchvision/models/detection

环境配置：

• Python3.6/3.7/3.8
• Pytorch1.6(注意：必须是1.6.0或以上，因为使用官方提供的混合精度训练1.6.0后才支持)
• pycocotools(Linux:pip install pycocotools; Windows:pip install pycocotools-windows(不需要额外安装vs))
• Ubuntu或Centos(不建议Windows)
• 最好使用GPU训练
• 详细环境配置见requirements.txt

文件结构：

  ├── backbone: 特征提取网络，可以根据自己的要求选择
  ├── network_files: Faster R-CNN网络（包括Fast R-CNN以及RPN等模块）
  ├── train_utils: 训练验证相关模块（包括cocotools）
  ├── my_dataset.py: 自定义dataset用于读取VOC数据集
  ├── train_mobilenet.py: 以MobileNetV2做为backbone进行训练
  ├── train_resnet50_fpn.py: 以resnet50+FPN做为backbone进行训练
  ├── train_multi_GPU.py: 针对使用多GPU的用户使用
  ├── predict.py: 简易的预测脚本，使用训练好的权重进行预测测试
  ├── validation.py: 利用训练好的权重验证/测试数据的COCO指标，并生成record_mAP.txt文件
  └── pascal_voc_classes.json: pascal_voc标签文件

预训练权重下载地址（下载后放入backbone文件夹中）：

• MobileNetV2 backbone: https://download.pytorch.org/models/mobilenet_v2-b0353104.pth
• ResNet50+FPN backbone: https://download.pytorch.org/models/fasterrcnn_resnet50_fpn_coco-258fb6c6.pth
• 注意，下载的预训练权重记得要重命名，比如在train_resnet50_fpn.py中读取的是fasterrcnn_resnet50_fpn_coco.pth文件， 不是fasterrcnn_resnet50_fpn_coco-258fb6c6.pth

数据集，本例程使用的是PASCAL VOC2012数据集

• Pascal VOC2012 train/val数据集下载地址：http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2012/VOCtrainval_11-May-2012.tar
• 如果不了解数据集或者想使用自己的数据集进行训练，请参考我的bilibili：https://b23.tv/F1kSCK
• 使用ResNet50+FPN以及迁移学习在VOC2012数据集上得到的权重: 链接:https://pan.baidu.com/s/1ifilndFRtAV5RDZINSHj5w 提取码:dsz8

训练方法

• 确保提前准备好数据集
• 确保提前下载好对应预训练模型权重
• 若要训练mobilenetv2+fasterrcnn，直接使用train_mobilenet.py训练脚本
• 若要训练resnet50+fpn+fasterrcnn，直接使用train_resnet50_fpn.py训练脚本
• 若要使用多GPU训练，使用python -m torch.distributed.launch --nproc_per_node=8 --use_env train_multi_GPU.py指令,nproc_per_node参数为使用GPU数量
• 如果想指定使用哪些GPU设备可在指令前加上CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,3(例如我只要使用设备中的第1块和第4块GPU设备)
• CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,3 python -m torch.distributed.launch --nproc_per_node=2 --use_env train_multi_GPU.py

注意事项

• 在使用训练脚本时，注意要将'--data-path'(VOC_root)设置为自己存放'VOCdevkit'文件夹所在的根目录
• 由于带有FPN结构的Faster RCNN很吃显存，如果GPU的显存不够(如果batch_size小于8的话)建议在create_model函数中使用默认的norm_layer， 即不传递norm_layer变量，默认去使用FrozenBatchNorm2d(即不会去更新参数的bn层),使用中发现效果也很好。
• 在使用预测脚本时，要将'train_weights'设置为你自己生成的权重路径。
• 使用validation文件时，注意确保你的验证集或者测试集中必须包含每个类别的目标，并且使用时只需要修改'--num-classes'、'--data-path'和'--weights'即可，其他代码尽量不要改动

如果对Faster RCNN原理不是很理解可参考我的bilibili

• https://b23.tv/sXcBSP

进一步了解该项目，以及对Faster RCNN代码的分析可参考我的bilibili

• https://b23.tv/HvMiDy

Faster RCNN框架图