YOLOV7训练自己的数据集以及训练结果分析(手把手教你)

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YOLOV7训练自己的数据集以及训练结果分析(手把手教你)

2024-07-13 22:38:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

YOLOV7训练自己的数据集整个过程主要包括：环境安装----制作数据集----参数修改----模型测试----模型推理

一：环境安装 conda create -n yolov7 python=3.8 conda activate yolov7 #cuda cudnn torch等版本就不细说了，根据自己的显卡配置自行下载 #v7 guihub代码地址 https://github.com/WongKinYiu/yolov7 git clone https://github.com/WongKinYiu/yolov7.git #下载到本地也行 #cd到v7项目中 conda activate yolov7 pip install -r requirements.txt 二：制作数据集

labelme标注的数据格式是VOC，而YOLOv7能够直接使用的是YOLO格式的数据，因此下面将介绍如何将自己的数据集转换成可以直接让YOLOv7进行使用。

1. 创建数据集

在data目录下新建Annotations, images, ImageSets, labels 四个文件夹 images目录下存放数据集的图片文件 Annotations目录下存放图片的xml文件（labelImg标注）

在这里插入图片描述其中目录结构如下

. ├── ./data │ ├── ./data/Annotations │ │ ├── ./data/Annotations/35.xml │ │ ├── ./data/Annotations/36.xml │ │ ├── ... │ ├── ./data/images │ │ ├── ./data/images/35.jpg │ │ ├── ./data/images/36.jpg │ │ ├── ... │ ├── ./data/ImageSets │ └── ./data/labels │ ├── ./data/coco.yaml │ ├── ./data/hyp.scratch.p5.yaml │ ├── ./data/hyp.scratch.p6.yaml │ ├── ./data/hyp.scratch.tiny.yaml ├── ./cfg ├── ./detect.py ├── ./figure ├── ./hubconf.py ├── ./inference ├── ./models ├── ./README.md ├── .... 2. 按比例划分数据集

在yolov7根目录下新建一个文件splitDataset.py 随机分配训练/验证/测试集图片，代码如下所示：

import os import random trainval_percent = 0.9 train_percent = 0.9 xmlfilepath = 'data/Annotations' txtsavepath = 'data/ImageSets' total_xml = os.listdir(xmlfilepath) num = len(total_xml) list = range(num) tv = int(num * trainval_percent) tr = int(tv * train_percent) trainval = random.sample(list, tv) train = random.sample(trainval, tr) ftrainval = open('data/ImageSets/trainval.txt', 'w') ftest = open('data/ImageSets/test.txt', 'w') ftrain = open('data/ImageSets/train.txt', 'w') fval = open('data/ImageSets/val.txt', 'w') for i in list: name = total_xml[i][:-4] + '\n' if i in trainval: ftrainval.write(name) if i in train: ftrain.write(name) else: fval.write(name) else: ftest.write(name) ftrainval.close() ftrain.close() fval.close() ftest.close() 3. 将xml文件转换成YOLO系列标准读取的txt文件

在同级目录下再新建一个文件XML2TXT.py 注意classes = [“…”]一定需要填写自己数据集的类别，在这里我是一个类别"ship"，因此classes = [“ship”]，代码如下所示：如果数据集中的类别比较多不想手敲类别的，可以使用（4）中的脚本直接获取类别，同时还能查看各个类别的数据量，如果不想可以直接跳过（4）。

# -*- coding: utf-8 -*- # xml解析包 import xml.etree.ElementTree as ET import pickle import os from os import listdir, getcwd from os.path import join sets = ['train', 'test', 'val'] classes = ['fall'] # 进行归一化操作 def convert(size, box): # size:(原图w,原图h) , box:(xmin,xmax,ymin,ymax) dw = 1./size[0] # 1/w dh = 1./size[1] # 1/h x = (box[0] + box[1])/2.0 # 物体在图中的中心点x坐标 y = (box[2] + box[3])/2.0 # 物体在图中的中心点y坐标 w = box[1] - box[0] # 物体实际像素宽度 h = box[3] - box[2] # 物体实际像素高度 x = x*dw # 物体中心点x的坐标比(相当于 x/原图w) w = w*dw # 物体宽度的宽度比(相当于 w/原图w) y = y*dh # 物体中心点y的坐标比(相当于 y/原图h) h = h*dh # 物体宽度的宽度比(相当于 h/原图h) return (x, y, w, h) # 返回相对于原图的物体中心点的x坐标比,y坐标比,宽度比,高度比,取值范围[0-1] # year ='2012', 对应图片的id（文件名） def convert_annotation(image_id): ''' 将对应文件名的xml文件转化为label文件，xml文件包含了对应的bunding框以及图片长款大小等信息，通过对其解析，然后进行归一化最终读到label文件中去，也就是说一张图片文件对应一个xml文件，然后通过解析和归一化，能够将对应的信息保存到唯一一个label文件中去 labal文件中的格式：calss x y w h　　同时，一张图片对应的类别有多个，所以对应的ｂｕｎｄｉｎｇ的信息也有多个 ''' # 对应的通过year 找到相应的文件夹，并且打开相应image_id的xml文件，其对应bund文件 in_file = open('data/Annotations/%s.xml' % (image_id), encoding='utf-8') # 准备在对应的image_id 中写入对应的label，分别为 # out_file = open('data/labels/%s.txt' % (image_id), 'w', encoding='utf-8') # 解析xml文件 tree = ET.parse(in_file) # 获得对应的键值对 root = tree.getroot() # 获得图片的尺寸大小 size = root.find('size') # 如果xml内的标记为空，增加判断条件 if size != None: # 获得宽 w = int(size.find('width').text) # 获得高 h = int(size.find('height').text) # 遍历目标obj for obj in root.iter('object'): # 获得difficult ？？ difficult = obj.find('difficult').text # 获得类别 =string 类型 cls = obj.find('name').text # 如果类别不是对应在我们预定好的class文件中，或difficult==1则跳过 if cls not in classes or int(difficult) == 1: continue # 通过类别名称找到id cls_id = classes.index(cls) # 找到bndbox 对象 xmlbox = obj.find('bndbox') # 获取对应的bndbox的数组 = ['xmin','xmax','ymin','ymax'] b = (float(xmlbox.find('xmin').text), float(xmlbox.find('xmax').text), float(xmlbox.find('ymin').text), float(xmlbox.find('ymax').text)) print(image_id, cls, b) # 带入进行归一化操作 # w = 宽, h = 高， b= bndbox的数组 = ['xmin','xmax','ymin','ymax'] bb = convert((w, h), b) # bb 对应的是归一化后的(x,y,w,h) # 生成 calss x y w h 在label文件中 out_file.write(str(cls_id) + " " + " ".join([str(a) for a in bb]) + '\n') # 返回当前工作目录 wd = getcwd() print(wd) for image_set in sets: ''' 对所有的文件数据集进行遍历做了两个工作：　　　　１．将所有图片文件都遍历一遍，并且将其所有的全路径都写在对应的txt文件中去，方便定位　　　　２．同时对所有的图片文件进行解析和转化，将其对应的bundingbox 以及类别的信息全部解析写到label 文件中去　　　　　最后再通过直接读取文件，就能找到对应的label 信息 ''' # 先找labels文件夹如果不存在则创建 if not os.path.exists('data/labels/'): os.makedirs('data/labels/') # 读取在ImageSets/Main 中的train、test..等文件的内容 # 包含对应的文件名称 image_ids = open('data/ImageSets/%s.txt' % (image_set)).read().strip().split() # 打开对应的2012_train.txt 文件对其进行写入准备 list_file = open('data/%s.txt' % (image_set), 'w') # 将对应的文件_id以及全路径写进去并换行 for image_id in image_ids: list_file.write('data/images/%s.jpg\n' % (image_id)) # 调用 year = 年份 image_id = 对应的文件名_id convert_annotation(image_id) # 关闭文件 list_file.close() 4. 查看自定义数据集标签类别及数量

在同级目录下再新建一个文件ViewCategory.py，将代码复制进去

import os from unicodedata import name import xml.etree.ElementTree as ET import glob def count_num(indir): label_list = [] # 提取xml文件列表 os.chdir(indir) annotations = os.listdir('.') annotations = glob.glob(str(annotations) + '*.xml') dict = {} # 新建字典，用于存放各类标签名及其对应的数目 for i, file in enumerate(annotations): # 遍历xml文件 # actual parsing in_file = open(file, encoding='utf-8') tree = ET.parse(in_file) root = tree.getroot() # 遍历文件的所有标签 for obj in root.iter('object'): name = obj.find('name').text if (name in dict.keys()): dict[name] += 1 # 如果标签不是第一次出现，则+1 else: dict[name] = 1 # 如果标签是第一次出现，则将该标签名对应的value初始化为1 # 打印结果 print("各类标签的数量分别为：") for key in dict.keys(): print(key + ': ' + str(dict[key])) label_list.append(key) print("标签类别如下：") print(label_list) if __name__ == '__main__': # xml文件所在的目录，修改此处 indir = 'data/Annotations' count_num(indir) # 调用函数统计各类标签数目

至此数据集的准备已经就绪，索引文件在data目录下的train.txt/val.txt/test.txt

5. 完整的数据集文件

images目录下存放数据集的图片文件 Annotations目录下存放图片的xml文件（labelImg标注） label:txt文件 xx.cache不用在意有没有在这里插入图片描述

三：参数修改 1. 修改模型配置文件

进入cfg/training文件夹，选择需要训练的模型配置文件，这里选择yolov7.yaml，将其中的nc修改为自己的类别数量，这里修改为1（根据自己的类别自定义）在这里插入图片描述

2. 修改数据加载配置文件

在data/文件夹，新建ship.yaml（根据自己的类被自定义）内容如下：

train: ./data/train.txt val: ./data/val.txt test: ./data/test.txt # number of classes nc: 1 # class names names: ['ship']

至此，配置文件修改完成

四：模型训练

yolov7仓库中有两个训练脚本，一个叫train.py，一个叫train_aux.py，前者是训练P5的模型，包含yolov7-tiny、yolov7-tiny-silu、yolov7、yolov7x，后者是训练P6的模型，包含yolov7-w6、yolov7-e6、yolov7-d6、yolov7-e6e。 yolov7.yaml 是在3.1修改的 ship.yaml是在3.2新建的 epochs 不用设置那么高我对自己的数据集就设置了10轮

# 训练P5模型 python train.py --weights yolov7.pt --data data/ship.yaml --epochs 300 --batch-size 8 --cfg cfg/training/yolov7.yaml --workers 0 --device 0 --img-size 640 640 # 训练P6模型 python train_aux.py --weights yolov7-e6e.pt --data data/fall.yaml --epochs 300 --batch-size 8 --cfg cfg/training/yolov7-e6e.yaml --workers 0 --device 0 --img-size 1280 1280

其中，weights是指预训练模型权重，可以去yolov7官方链接下载，指定到相应目录下（推荐），如果没有配置网络可能会存在git不了权重文件 epochs：指的就是训练过程中整个数据集将被迭代多少次,显卡不行你就调小点。 batch-size：一次看完多少张图片才进行权重更新，梯度下降的mini-batch,显卡不行你就调小点。 cfg：存储模型结构的配置文件 data：存储训练、测试数据的文件 img-size：输入图片宽高,显卡不行你就调小点。 data是指数据加载文件路径 –epoch是指模型训练轮次 –batch-size是指一批次输入多少数据一起训练，根据自己显卡的显存决定 cfg是指模型加载文件路径，关于–cfg中的training和deploy可以参考这篇文章：training和deploy的区别 workers是指dataloader同时读取多少个进程，如果num_worker设为0，意味着每一轮迭代时，dataloader不再有自主加载数据到RAM这一步骤（因为没有worker了），而是在RA中找batch，找不到时再加载相应的batch。缺点当然是速度慢。设置为0可以避免一些错误发生 device是指选用几号GPU –img-size是指训练集和测试集图像大小，可选640或1280等 rect是指是否采用矩阵推理的方式去训练模型，采用矩阵推理就不要求送入的训练的图片是正方形 –resume断点续训 evolve超参数进化，模型提供的默认参数是通过在COCO数据集上使用超参数进化得来的 linear-lr利用余弦函数对训练中的学习率进行调整

在这里插入图片描述