[计算机视觉][神经网络与深度学习]SSD安装及其训练教程

SSD的安装

• 在home目录下，获取SSD的代码，下载完成后有一个caffe文件夹

•    git clone https://github.com/weiliu89/caffe.git
     cd caffe
     git checkout ssd(出现“分支”则说明copy-check成功)

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  • 进入下载好的caffe目录，复制配置文件

     cd /home/usrname/caffe
     cp Makefile.config.example Makefile.config

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  • 编译caffe三部曲

     make all  -j16  //-j16根据本机的处理器配置，16是16核处理器的意思
     make test -j16
     make runtest -j16（这一步不是必须的）

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  • 额外编译，根据需要(因为SSD利用python完成，需编译pycaffe)

     make pycaffe -j16

  准备工作

  • 下载预训练模型 链接：http://pan.baidu.com/s/1miDE9h2
    密码：0hf2，将它放入caffe/models/VGGNet/目录下

  • 下载VOC2007和VOC2012数据集，放到/home/data下。（请注意，这里改变了目录）

   cd ..
     mkdir data
     cd data/

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  • 下载数据集

     wget  http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2012/VOCtrainval_11-May-2012.tar
     wget http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2007/VOCtrainval_06-Nov-2007.tar
     wget http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2007/VOCtest_06-Nov-2007.tar

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  • 数据集解压

     tar -xvf VOCtrainval_11-May-2012.tar
     tar -xvf VOCtrainval_06-Nov-2007.tar
     tar -xvf VOCtest_06-Nov-2007.tar

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  • 将图片转化为LMDB文件，用于训练

     cd ..
     cd caffe/
     ./data/VOC0712/create_list.sh
     ./data/VOC0712/create_data.sh

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  • 这里用的脚本实现批处理，可能会出现:no module named caffe等错误，这是由于caffe的Python环境变量未配置好，可按照下面方法解决：

     echo "export PYTHONPATH=/home/usrname/caffe/python" >> ~/.profile
     source ~/.profile
     echo $PYTHONPATH #检查环境变量的值

  训练模型

  • 在下载的caffe根目录执行如下命令训练，在examples/ssd下存在几个.py文件，训练的时间较长，迭代60000次，博主训练了一天！

     python examples/ssd/ssd_pascal.py

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  实验效果

  （1）在图片测试集上测试

     python examples/ssd/score_ssd_pascal.py

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  利用它跑了一遍数据集，得出准确率可以达到百分之70多

  （2）在视频上测试

     python examples/ssd/ssd_pascal_video.py 

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  利用师兄的行人视频做了测试，实时性高，但是漏检率蛮严重的，这是不可避免的 
   
   
  
  当然，直接跑是他自带的视频，想跑自己的代码的话，要先用vim打开该文件，定位到51行，修改视频路径为已有本地视频，这样就可以畅快的跑自己的视频

  （3）在摄像头上测试

     python examples/ssd/ssd_pascal_webcam.py

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  博主移植到台式机上出现了问题，还没有改好bug，改好了会分享给大家

  后期工作

  • 研究SSD的python源代码，用来训练和检测交通标志\文本检测，人脸检测等等

  作者给定的预训练模型

  如果没有好的机器配置或者省事一些的，可以使用作者给出的训练好的模型：

  • Models trained on VOC0712：SSD300 SSD500

  • 还有其他的模型，这里就不一一列举，感兴趣的可以去官方主页看，链接已在前面给出

  最近一直在搞object detection玩，之前用的是faster-rcnn，准确率方面73.2%，效果还不错，但是识别速度有点欠缺，我用的GPU是GTX980ti, 识别速度大概是15fps.最近发现SSD(single shot multibox detector) 这篇论文效果和速度都不错，我自己实验了一下，速度确实比faster-rcnn快不少。下面分两部分来介绍。第一部分介绍SSD的安装，第二部分介绍如何基于SSD训练自己的数据集。

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  第二部分 训练自己的数据集

  首先我们不妨先跑一下项目的demo, 需要下载数据集，提前训练好的数据集等。 
  
  下载预训练的模型，链接：http://pan.baidu.com/s/1miDE9h2 密码：0hf2，下载完成后保存在：

  caffe/models/VGGNet/

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  下载VOC2007和VOC2012数据集， 放在/data目录下：

  cd data
  wget http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2012/VOCtrainval_11-May-2012.tar
  wget http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2007/VOCtrainval_06-Nov-2007.tar
  wget http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/voc2007/VOCtest_06-Nov-2007.tar
  
  tar -xvf VOCtrainval_11-May-2012.tar
  tar -xvf VOCtrainval_06-Nov-2007.tar
  tar -xvf VOCtest_06-Nov-2007.tar

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  创建lmdb格式的数据：

  cd caffe
  ./data/VOC0712/create_list.sh
  # It will create lmdb files for trainval and test with encoded original image:
  #   - $HOME/data/VOCdevkit/VOC0712/lmdb/VOC0712_trainval_lmdb
  #   - $HOME/data/VOCdevkit/VOC0712/lmdb/VOC0712_test_lmdb
  ./data/VOC0712/create_data.sh

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  训练和测试：

  python examples/ssd/ssd_pascal.py
  

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  论文中，作者已经预训练好模型，下载链接：http://www.cs.unc.edu/%7Ewliu/projects/SSD/models_VGGNet_VOC0712_SSD_300x300.tar.gz，我们不必自己再去训练,
  下载完成后放入指定的文件夹下。 
  测试时，我们使用/example/ssd/目录里的ssd_detect.ipynb，运行这个文件，需要安装ipython及ipython-notebook,
  或者直接把里面的代码拷贝出来，写到一个新的Python文件里，比如命名ssd_detector.py.

  OK， 下面修改一系列文件来训练自己的数据集 
  
  两种方案， 第一：保持原来的文件目录结构及文件名不变， 只替换里面的数据。第二：重新新建一个与之前类似的目录结构，改成自己命名的文件夹，第二种方法，有一定的风险性，需要修改程序里涉及数据路径的代码。在之前讲解的faster-rcnnan那篇博客中， 我们采用第一种方案。本次我们采用第二种方案。 
  
  在/data目录下创建一个自己的文件夹：

  cd /data
  mkdir mydataset

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  把/data/VOC0712目录下的create_list.sh 、create_data.sh、labelmap_voc.prototxt 这三个文件拷贝到/mydataset下：

  cp data/create* ./mydataset
  cp data/label* ./mydataset

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  labelmap_voc.prototxt, 此文件定义label。

  在/data/VOCdevkit目录下创建mydataset, 并放入自己的数据集:

  cd data/VOCdevkit
  mkdir mydataset
  cd mydataset
  mkdir Annotations
  mkdir ImageSets
  mkdir JPEGImages
  cd ImageSets
  mkdir Layout
  mkdir Main
  mkdir Segmentation

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  其中Annotations中存放一些列XML文件，包含object的bbox，name等； 
  
  ImageSets中三个子目录下均存放train.txt, val.txt, trainval.txt, test.txt这几个文件，文件内容为图片的文件名（不带后缀）； 
  
  JPEGImages存放所有的图片；

  在/examples下创建mydataset文件夹：

  mkdir mydataset

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  文件夹内存放生成的lmdb文件。

  上述文件夹创建好后， 开始生成lmdb文件, 在创建之前需要修改相关路径：

  ./data/mydataset/create_list.sh
  ./data/mydataset/create_data.sh

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  此时，在examples/mydataset/文件夹下可以看到两个子文件夹, mydataset_trainval_lmdb, mydataset_test_lmdb；里面均包含data.dmb和lock.dmb;

  到此为止,我们的数据集就做好了。接下来就开始训练了。训练程序为/examples/ssd/ssd_pascal.py，运行之前，我们需要修改相关路径代码：

  cd /examples/ssd
  vim sd_pascal.py， 修改如下：
  57行： train_data路径；
  59行：test_data路径；
  197-203行：save_dir、snapshot_dir、job_dir、output_result_dir路径；
  216-220行： name_size_file、label_map_file路径；
  223行：num_classes 修改为1 + 类别数
  315行：num_test_image：测试集图片数目

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  另外， 如果你只有一个GPU, 需要修改285行： 
  
  gpus=”0,1,2,3” ===> 改为”0” 
  
  否则，训练的时候会出错。 
  
  修改完后运行

  python ./examples/ssd/ssd_pascal.py 

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  训练完， 修改ssd_detector.py中模型路径， 任意找一张图片识别，看看效果怎么样。

  参考： 
  
  【1】SSD论文Single Shot MultiBox Detector
  
  【2】https://github.com/weiliu89/caffe/tree/ssd

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