mmdetection训练自己的数据集

一： 环境搭建

• 有很多的环境搭建过程，这里就不介绍，我自己也搭建环境了，一会就搭建好了。

二：数据集格式转换(yolo转coco格式)

yolo数据集格式

• 因为我平时训练目标检测数据集用的YOLO系列，所以数据集格式标签也是txt，在最近接触的mmdetection训练目标检测数据集是需要用到coco格式，所以在这里需要转换数据集的格式。

• 先来看看yolo数据集标签的格式，图片和标签一一对应的。有多少张图片就有多少张txt文件标签。
  ├── linhuo（这个是数据集名称）
  │ ├── images
  │ │ ├── train
  │ │ │ ├── 1.jpg
  │ │ │ ├── 2.jpg
  │ │ │ ├── …
  │ │ ├── val
  │ │ │ ├── 2000.jpg
  │ │ │ ├── 2001.jpg
  │ │ │ ├── …
  │ │ ├── test
  │ │ │ ├── 3000.jpg
  │ │ │ ├── 30001.jpg
  │ │ │ ├── …
  │ ├── labels
  │ │ ├── train
  │ │ │ ├── 1.xml
  │ │ │ ├── 2.xml
  │ │ │ ├── …
  │ │ ├── val
  │ │ │ ├── 2000.xml
  │ │ │ ├── 2001.xml
  │ │ │ ├── …
  │ │ ├── test
  │ │ │ ├── 3000.xml
  │ │ │ ├── 3001.xml
  │ │ │ ├── …

coco数据集格式

• coco数据集格式如下：
  ├── data
  │ ├── coco
  │ │ ├── annotations
  │ │ │ ├── instances_train2017.json
  │ │ │ ├── instances_val2017.json
  │ │ ├── train2017
  │ │ ├── val2017
  │ │ ├── test2017

yolo转coco数据集格式

• 我们需要对yolo的数据集的训练集(train)、验证集(val)、测试集(test)标签分别进行转换生成coco数据集的标签格式（图片相对是不变的）instances_train2017.json、 instances_val2017.json（这里不需要对应的test的标签）
• 在回顾说明一下需要转换的，和保持相对不变的
• 保持相对不变的:

• linhuo/images/train的图片直接复制到train2017
• linhuo/images/val的图片直接复制到val2017
• linhuo/images/test的图片直接复制到test2017

• 需要改变的是：

• linhuo/labels/train的所有标签需要转换成 instances_train2017.json(coco格式)
• linhuo/labels/vla的所有标签需要转换成instances_val2017.json(coco格式)

yolo转coco数据集格式的代码

"""
yolo标签:
yolo数据集的标注文件是.txt文件，在label文件夹中每一个.txt文件对应数据集中的一张图片
其中每个.txt文件中的每一行代表图片中的一个目标。
coco标签:
而coco数据集的标注文件是.json文件，全部的数据标注文件由三个.json文件组成：train.json val.json test.json,
其中每个.json文件中包含全部的数据集图片中的所有目标（注意是所有目标不是数据集中的所有张图片）
准备工作:
1. 在根目录下创建coco文件格式对应的文件夹
dataset_coco:
    annotations
    images
    labels
    classes.txt(每一行是自定义数据集中的一个类别)

YOLO 格式的数据集转化为 COCO 格式的数据集
--root_dir 输入根路径
--save_path 保存文件的名字(没有random_split时使用)
--random_split 有则会随机划分数据集，然后再分别保存为3个文件。
--split_by_file 按照 ./train.txt ./val.txt ./test.txt 来对数据集进行划分

运行方式:
 python yolo2coco.py --root_dir ./dataset_coco --random_split
datasetcoco/images: 数据集所有图片
datasetcoco/labels: 数据集yolo标签的txt文件
classes.txt(每一行是自定义数据集中的一个类别)
"""

import os
import cv2
import json
from tqdm import tqdm
from sklearn.model_selection import train_test_split
import argparse


parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--root_dir', default='./data', type=str,
                    help="root path of images and labels, include ./images and ./labels and classes.txt")
parser.add_argument('--save_path', type=str, default='./train.json',
                    help="if not split the dataset, give a path to a json file")
parser.add_argument('--random_split', action='store_true', help="random split the dataset, default ratio is 8:1:1")
parser.add_argument('--split_by_file', action='store_true',
                    help="define how to split the dataset, include ./train.txt ./val.txt ./test.txt ")

arg = parser.parse_args()


def train_test_val_split_random(img_paths, ratio_train=0.8, ratio_test=0.1, ratio_val=0.1):
    # 这里可以修改数据集划分的比例。
    assert int(ratio_train + ratio_test + ratio_val) == 1
    train_img, middle_img = train_test_split(img_paths, test_size=1 - ratio_train, random_state=233)
    ratio = ratio_val / (1 - ratio_train)
    val_img, test_img = train_test_split(middle_img, test_size=ratio, random_state=233)
    print("NUMS of train:val:test = {}:{}:{}".format(len(train_img), len(val_img), len(test_img)))
    return train_img, val_img, test_img


def train_test_val_split_by_files(img_paths, root_dir):
    # 根据文件 train.txt, val.txt, test.txt（里面写的都是对应集合的图片名字） 来定义训练集、验证集和测试集
    phases = ['train', 'val', 'test']
    img_split = []
    for p in phases:
        define_path = os.path.join(root_dir, f'{p}.txt')
        print(f'Read {p} dataset definition from {define_path}')
        assert os.path.exists(define_path)
        with open(define_path, 'r') as f:
            img_paths = f.readlines()
            # img_paths = [os.path.split(img_path.strip())[1] for img_path in img_paths]  # NOTE 取消这句备注可以读取绝对地址。
            img_split.append(img_paths)
    return img_split[0], img_split[1], img_split[2]


def yolo2coco(arg):
    root_path = arg.root_dir
    print("Loading data from ", root_path)

    assert os.path.exists(root_path)
    originLabelsDir = os.path.join(root_path, 'labels')
    originImagesDir = os.path.join(root_path, 'images')
    with open(os.path.join(root_path, 'classes.txt')) as f:
        classes = f.read().strip().split()
    # images dir name
    indexes = os.listdir(originImagesDir)

    if arg.random_split or arg.split_by_file:
        # 用于保存所有数据的图片信息和标注信息
        train_dataset = {'categories': [], 'annotations': [], 'images': []}
        val_dataset = {'categories': [], 'annotations': [], 'images': []}
        test_dataset = {'categories': [], 'annotations': [], 'images': []}

        # 建立类别标签和数字id的对应关系, 类别id从0开始。
        for i, cls in enumerate(classes, 0):
            train_dataset['categories'].append({'id': i, 'name': cls, 'supercategory': 'mark'})
            val_dataset['categories'].append({'id': i, 'name': cls, 'supercategory': 'mark'})
            test_dataset['categories'].append({'id': i, 'name': cls, 'supercategory': 'mark'})

        if arg.random_split:
            print("spliting mode: random split")
            train_img, val_img, test_img = train_test_val_split_random(indexes, 0.8, 0.1, 0.1)
        elif arg.split_by_file:
            print("spliting mode: split by files")
            train_img, val_img, test_img = train_test_val_split_by_files(indexes, root_path)
    else:
        dataset = {'categories': [], 'annotations': [], 'images': []}
        for i, cls in enumerate(classes, 0):
            dataset['categories'].append({'id': i, 'name': cls, 'supercategory': 'mark'})

    # 标注的id
    ann_id_cnt = 0
    for k, index in enumerate(tqdm(indexes)):
        # 支持 png jpg 格式的图片。
        txtFile = index.replace('images', 'txt').replace('.jpg', '.txt').replace('.png', '.txt')
        # 读取图像的宽和高
        im = cv2.imread(os.path.join(root_path, 'images/') + index)
        height, width, _ = im.shape
        if arg.random_split or arg.split_by_file:
            # 切换dataset的引用对象，从而划分数据集
            if index in train_img:
                dataset = train_dataset
            elif index in val_img:
                dataset = val_dataset
            elif index in test_img:
                dataset = test_dataset
        # 添加图像的信息
        dataset['images'].append({'file_name': index,
                                  'id': k,
                                  'width': width,
                                  'height': height})
        if not os.path.exists(os.path.join(originLabelsDir, txtFile)):
            # 如没标签，跳过，只保留图片信息。
            continue
        with open(os.path.join(originLabelsDir, txtFile), 'r') as fr:
            labelList = fr.readlines()
            for label in labelList:
                label = label.strip().split()
                x = float(label[1])
                y = float(label[2])
                w = float(label[3])
                h = float(label[4])

                # convert x,y,w,h to x1,y1,x2,y2
                H, W, _ = im.shape
                x1 = (x - w / 2) * W
                y1 = (y - h / 2) * H
                x2 = (x + w / 2) * W
                y2 = (y + h / 2) * H
                # 标签序号从0开始计算, coco2017数据集标号混乱，不管它了。
                cls_id = int(label[0])
                width = max(0, x2 - x1)
                height = max(0, y2 - y1)
                dataset['annotations'].append({
                    'area': width * height,
                    'bbox': [x1, y1, width, height],
                    'category_id': cls_id,
                    'id': ann_id_cnt,
                    'image_id': k,
                    'iscrowd': 0,
                    # mask, 矩形是从左上角点按顺时针的四个顶点
                    'segmentation': [[x1, y1, x2, y1, x2, y2, x1, y2]]
                })
                ann_id_cnt += 1

    # 保存结果
    folder = os.path.join(root_path, 'annotations')
    if not os.path.exists(folder):
        os.makedirs(folder)
    if arg.random_split or arg.split_by_file:
        for phase in ['train', 'val', 'test']:
            json_name = os.path.join(root_path, 'annotations/{}.json'.format(phase))
            with open(json_name, 'w') as f:
                if phase == 'train':
                    json.dump(train_dataset, f)
                elif phase == 'val':
                    json.dump(val_dataset, f)
                elif phase == 'test':
                    json.dump(test_dataset, f)
            print('Save annotation to {}'.format(json_name))
    else:
        json_name = os.path.join(root_path, 'annotations/{}'.format(arg.save_path))
        with open(json_name, 'w') as f:
            json.dump(dataset, f)
            print('Save annotation to {}'.format(json_name))


if __name__ == "__main__":
    yolo2coco(arg)

三： 训练

以configs/faster_rcnn/faster-rcnn_r101_fpn_1x_coco.py为例

• mmdetection-mian创建文件夹data,在将上面转换后的格式进行简单整理如下，放到mmdetection-mian文件下
  

dataset数据文件配置

在路径下面路径中，修改数据集种类为自己数据集的种类。

mmdet/datasets/coco.py

configs

1.在configs/faster_rcnn/faster-rcnn_r101_fpn_1x_coco.py我们发现，索引的是’./faster-rcnn_r50_fpn_1x_coco.py’

2.找到’./faster-rcnn_r50_fpn_1x_coco.py’，发现索引是下面代码

3.修改

_base_ = [
    '../_base_/models/faster-rcnn_r50_fpn.py',
     #指向的是model dict，修改其中的num_classes类别为自己的类别。
    '../_base_/datasets/coco_detection.py',
    # 修改train_dataloader的ann_file为自己数据集json路径，我这里ann_file='annotations/instances_val2017.json',val_dataloader,val_evaluator也要修改ann_file
    '../_base_/schedules/schedule_1x.py', 
    # 优化器，超参数，自己实际情况来
    '../_base_/default_runtime.py'
    # 可以不修改
]

4.训练

• 若改动框架源代码后，一定要注意重新编译后再使用。类似这里修改了几个源代码文件后再使用train命令之前，先要编译，执行下面命令。

pip install -v -e .  # or "python setup.py develop"

• 训练语句

python tools/train.py configs/faster_rcnn/faster-rcnn_r101_fpn_1x_coco.py   --work-dir work_dirs_2

五： 还在继续研究的内容