yoloV3参数理解及注释


原文链接: yoloV3参数理解及注释
#define SAMPLE_SVP_NNIE_YOLOV3_REPORT_BLOB_NUM    3 /*yolov3 report blob num 输入图像的通道数*/ 
#define SAMPLE_SVP_NNIE_YOLOV3_EACH_GRID_BIAS_NUM 6 /*yolov3 bias num of each grid */
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

#define SAMPLE_SVP_NNIE_YOLOV3_EACH_BBOX_INFER_RESULT_NUM   14 /*yolov3 inference result num of each bbox*/ (9+5)

(HI_S32,pstSoftwareParam->stDstScore.u64VirAddr),
(HI_S32,pstSoftwareParam->stDstRoi.u64VirAddr),
(HI_S32,pstSoftwareParam->stClassRoiNum.u64VirAddr)
*              HI_S32    *ps32DstScores       [OUT] dst score
*              HI_S32    *ps32DstRoi          [OUT] dst roi
*              HI_S32    *ps32ClassRoiNum     [OUT] class roi num 数组:存储每个类别识别出来物体的数量

可以添加没有标注框的图片和其空的txt文件,作为negative数据

可以在第一个[yolo]层之前的倒数第二个[convolutional]层末尾添加 stopbackward=1,以此提升训练速度

即使在用416*416训练完之后,也可以在cfg文件中设置较大的width和height,增加网络对图像的分辨率,从而更可能检测出图像中的小目标,而不需要重新训练

Out of memory的错误需要通过增大subdivisions来解决

yolov3 自定义训练需要必须修改的·3·处地方

[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
filters=75       # filters=21  最后一个卷积层 3x(classes数目+5)
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=20       # classes=2 识别物体的类别
num=9			 # num anchor box 数量
jitter=.3
ignore_thresh = .5
truth_thresh = 1
random=1

如果你看到avg loss =nan 说明训练错误;
某一行的Class=-nan说明目标太大或者太小,
某个尺度检测不到,属于正常

什么时候应该停止训练?

当loss不在下降或者下降极慢的情况可以停止训练,一般loss=0.7左右就可以了

在训练集上测试正确率很高,在其他测试集上测试效果很差,说明过拟合了。

提前停止训练,或者增大样本数量训练

如何提高目标检测正确率包括IOU,分类正确率

设置yolo层 random =1,增加不同的分辨率。或者增大图片本身分辨率。或者根据你自定义的数据集去重新计算anchor尺寸(darknet.exe detector calc_anchors data/obj.data -num_of_clusters 9 -width 416 -height 416 then set the same 9 anchors in each of 3 [yolo]-layers in your cfg-file)

如何增加训练样本?

样本特点尽量多样化,亮度,旋转,背景,目标位置,尺寸
添加没有标注框的图片和其空的txt文件,作为negative数据

训练的图片较小,但是实际检测图片大,怎么检测小目标

1.使在用416*416训练完之后,也可以在cfg文件中设置较大的width和height,增加网络对图像的分辨率,从而更可能检测出图像中的小目标,而不需要重新训练

2.

set `[route] layers = -1, 11`
set ` [upsample] stride=4`

网络模型耗费资源多大?

(我用过就两个)

[yolov3.cfg]  [236MB COCO-91类]  [4GB GPU-RAM]
[yolov3.cfg]  [194MB VOC-20类]  [4GB GPU-RAM]

[yolov3-tiny.cfg]  [34MB COCO-91类]  [1GB GPU-RAM]
[yolov3-tiny.cfg]  [26MB VOC-20类]  [1GB GPU-RAM]

多GPU怎么训练

首先用一个gpu训练1000次迭代后的网络,
再用多gpu训练
darknet.exe detector train data/voc.data cfg/yolov3-voc.cfg /backup/yolov3-voc_1000.weights -gpus 0,1,2,3  

有哪些命令行来对神经网络进行训练和测试?

1.检测图片: build\darknet\x64\darknet.exe detector test data/coco.data cfg/yolov3.cfg yolov3.weights  -thresh 0.25 xxx.jpg
2.检测视频:将test 改为 demo ; xxx.jpg 改为xxx.mp4
3.调用网络摄像头:将xxx.mp4 改为 http://192.168.0.80:8080/video?dummy=x.mjpg -i 0
4.批量检测:-dont_show -ext_output < data/train.txt >  result.txt
5.手持端网络摄像头:下载mjpeg-stream 软件, xxx.jpg 改为 IP Webcam / Smart WebCam

如何评价模型好坏

build\darknet\x64\darknet.exe detector map data\defect.data cfg\yolov3.cfg backup\yolov3.weights
利用上面命令计算各权重文件,选择具有最高IoU(联合的交集)和mAP(平均精度)的权重文件

(1)最后一个卷积层
[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
filters=125 // 125 = 5(anchor box) * (20(class) + 4(coor) + 1(confidence))
... // 根据class数算好filters个数
(2)[yolo]
anchors = 1.08,1.19, 3.42,4.41, 6.63,11.38, 9.42,5.11, 16.62,10.52
bias_match=1
classes=10 // 改成目标分类数量
coords=4
num=5 // anchor box 数量

anchors = 1.08,1.19, 3.42,4.41, 6.63,11.38, 9.42,5.11, 16.62,10.52
bias_match=1
classes=20
coords=4 //BoundingBox的tx,ty,tw,th,tx与ty是相对于左上角的gird,同时是当前grid的比例,tw与th是宽度与高度取对数
num=5 // 每个grid预测的BoundingBox个数
softmax=1 //使用softmax作为激活函数
jitter=.2 //通过抖动增加噪声,控制过拟合
rescore=1 //理解为一个开关,非零时通过重新打分来调整I.delta(预测值与真实值的差)

//YOLOv1论文中cost function的权重,哪一个更大,每一次更新权重的时候,对应方面的权重更新相对比重更大
object_scale=5 // 计算损失时,预测框中有物体的权重
noobject_scale=1 // 计算损失时,预测框中没有物体的权重
class_scale=1 // 计算类别损失时的权重
coord_scale=1 // 计算损失时坐标偏差的权重

absolute=1
thresh = .6 //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
random=1 //是否随机确定最后一个预测框

1.yolov3-voc.cfg(参考很多文章写的汇总,有些写了但还是不是很懂,如果有误请及时指正)

[net]
## Testing                                 测试模式
# batch=1
# subdivisions=1

## Training                                 训练模式
 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=16                           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
										   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

			
# 只设置成32的倍数(考虑precision)	 7x32=224		13x32=416  				   
width=416                                  input图像的宽
height=416                                 input图像的高
channels=3                                 input图像的通道数
                                           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
										   
										   
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https://nanfei.ink/2018/01/23/YOLOv2%调参总结
 
decay=0.0005                               [?]权重衰减正则项,防止过拟合.每一次学习的过程中,将学习后的参数按照固定比例进行降低,为了防止过拟合,decay参数越大对过拟合的抑制能力越强。
# 图像增强
# // 对于每次迭代训练,YOLOv3会基于角度(angle),饱和度(saturation),曝光(exposure),色调(hue)产生新的训练图片
angle=0                                    通过旋转角度来生成更多训练样本, 数据扩充时图片旋转的角度,单位为度,假如angle=5,就是生成新图片的时候随机旋转-5~5度
saturation = 1.5                           通过调整饱和度来生成更多训练样本, 饱和度范围1.5~1倍
exposure = 1.5                             通过调整曝光量来生成更多训练样本, 曝光度范围1.5~1倍
hue=.1                                     通过调整色调来生成更多训练样本, 色调变化范围-0.1~0.1

### 学习率调整
learning_rate=0.001                        初始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,太小会使下降速度过慢。
										   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。
										   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。
										   学习率的调整参考https://blog.csdn.net/qq_33485434/article/details/80452941
										   
max_batches = 20200                        训练达到max_batches后停止学习									   
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
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
					                       参考https://nanfei.ink/2018/01/23/YOLOv2%E8%B0%83%E5%8F%82%E6%80%BB%E7%BB%93/#more
										   
										   
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。
scales=.1,.1                               当达到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

 
[convolutional]
batch_normalize=1                          是否做BN
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                           激活函数有以下几种:logistic,loggy,relu,elu,relie,plse,hardtan,lhtan,linear,ramp,leaky,tanh,stair 一般来说,现在用leaky的会比较多
 
# Downsample

[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]
from=-3
activation=linear
 
# Downsample

######################
 
[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
 
[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
# filters=45                        3x(classes数目+5)  每一个[region/yolo]层前的最后一个卷积层中的 filters=(classes+1+coords)*anchors_num,coords 坐标
                                    其中anchors_num 是该层mask的一个值.如果没有mask则 anchors_num=num 是这层的anchor= 5的意义是5个坐标,论文中的tx,ty,tw,th,to
activation=linear
 
[yolo]                              在yoloV2中yolo层叫region层
mask = 6,7,8                        这一层预测第6、7、8个 anchor boxes ,每个yolo层实际上只预测3个由mask定义的anchors
 
 
anchors = 10,13,  16,30,  33,23,  30,61,  62,45,  59,119,  116,90,  156,198,  373,326
                                    [?]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kmeans 从训练样本中学出
									
									
#classes=10                          网络需要识别的物体种类数
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

# 通过抖动增加噪声,抑制过拟合
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=0                            即关闭多尺度训练;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
 

A.filters数目是怎么计算的:3x(classes数目+5),和聚类数目分布有关,论文中有说明;

B.如果想修改默认anchors数值,使用k-means即可;

C.如果显存很小,将random设置为0,即关闭多尺度训练;

D.其他参数如何调整,有空再补;

E.前100次迭代loss较大,后面会很快收敛;
————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「微风❤水墨」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/lilai619/article/details/79695109

2.训练时的参数

本来想截一个批次的但是太大了没截全,批次大小的划分对应上面 .cfg 文件中设置的 subdivisions 参数。上面的的 .cfg 文件中 batch = 64 ,subdivision = 16,所以在训练输出中,训练迭代包含了16组,每组又包含了4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 = 16 次送入网络参与训练,以减轻内存占用的压力)

此处有16*3条信息,每组包含三条信息,分别是: 
Region 82 Avg IOU: 
Region 94 Avg IOU: 
Region 106 Avg IOU: 
三个尺度上预测不同大小的框 82卷积层 为最大的预测尺度,使用较大的mask,但是可以预测出较小的物体 94卷积层 为中间的预测尺度,使用中等的mask, 106卷积层为最小的预测尺度,使用较小的mask,可以预测出较大的物体

批输出

针对上图中最后一行中的信息。如下的输出是由 detector.c 生成的
20001: 指示当前训练的迭代次数
0.048537: 是总体的Loss
0.048537 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)
0.002000 rate: 代表当前的学习率,在.cfg文件中定义了它的初始值和调整策略。
3.904890 seconds: 表示当前批次训练花费的总时间。
2560128 images:表示到目前为止,参与训练的图片的总量,是批次*batch的大小(因为我之前训练到20200次后中断过又从20000次开始的所以2560128=20001*64*2,我是这样理解的不知道对不对)

###快输出

Region Avg IOU: 0.900319: 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90.03%,很高了吧。
Class: 0.999576: 标注物体分类的正确率,期望该值趋近于1。
Obj: 0.991654: 越接近1越好。
No Obj: 0.000033: 期望该值越来越小,但不为零。

.5R:1.000000: 以IOU=0.5为阈值时候的recall; recall = 检出的正样本/实际的正样本

.75R:1.000000:以IOU=0.75为阈值时候的recall
count: 1:count后的值表示所有的当前subdivision图片(本例中一共4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0、2、3、4,说明在subdivision中含有不含检测对象的图片。
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