yolox-keras的源码，超越YOLOv5，可以用于训练自己的模型

机器学习AI算法工程

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· 2021-12-28

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机器学习AI算法工程公众号：datayx

YOLOX的一个创新点在于, 基于YOLOv3的整体架构, 将Head进行了decouple:

可以看到,现在的Cls, Reg, IoU分支被进行了解耦和, 并且将这些输出分别用对应的维度来进行回归. 这和YOLOv3中的处理方式, 输出直接用一个5维度的向量来堆叠不同, 这种去耦合方式能够更好的让网络学习到类别和对应的坐标回归.

实验结果表情, Decouple的方式能够更快的加速收敛, 尽管他们能达到的上限差不多, 但是收敛速度被大大的加快.

除了decouple以外, 还增加了诸如, 数据增强, AnchorFree, MultiPositives, SimOTA等新的trick, 结果就是AP直接增加了3个点.

相比于原版本的YOLOv3更是直接增加了9个点.

结果更是直接超越了Yolov5的性能. 以增加1ms的计算量为代价. 不过整体的速度依旧很低.

性能情况

代码获取方式：

关注微信公众号 datayx 然后回复 yolox 即可获取。

实现的内容

主干特征提取网络：使用了Focus网络结构。
分类回归层：Decoupled Head，在YoloX中，Yolo Head被分为了分类回归两部分，最后预测的时候才整合在一起。
训练用到的小技巧：Mosaic数据增强、CIOU（原版是IOU和GIOU，CIOU效果类似，都是IOU系列的，甚至更新一些）、学习率余弦退火衰减。
Anchor Free：不使用先验框
SimOTA：为不同大小的目标动态匹配正样本。

所需环境

tensorflow-gpu==1.13.1
keras==2.1.5

小技巧的设置

在train.py文件下：
1、mosaic参数可用于控制是否实现Mosaic数据增强。
2、Cosine_scheduler可用于控制是否使用学习率余弦退火衰减。
3、label_smoothing可用于控制是否Label Smoothing平滑。

文件下载

训练所需的权值可在百度网盘中下载。
链接: https://pan.baidu.com/s/18vaa1ehQuS4vN6xRc2Qidg
提取码: 28mx

VOC数据集下载地址如下，里面已经包括了训练集、测试集、验证集（与测试集一样），无需再次划分：
链接: https://pan.baidu.com/s/1YuBbBKxm2FGgTU5OfaeC5A
提取码: uack

训练步骤

a、训练VOC07+12数据集

数据集的准备
本文使用VOC格式进行训练，训练前需要下载好VOC07+12的数据集，解压后放在根目录
数据集的处理
修改voc_annotation.py里面的annotation_mode=2，运行voc_annotation.py生成根目录下的2007_train.txt和2007_val.txt。
开始网络训练
train.py的默认参数用于训练VOC数据集，直接运行train.py即可开始训练。
训练结果预测
训练结果预测需要用到两个文件，分别是yolo.py和predict.py。我们首先需要去yolo.py里面修改model_path以及classes_path，这两个参数必须要修改。
model_path指向训练好的权值文件，在logs文件夹里。
classes_path指向检测类别所对应的txt。
完成修改后就可以运行predict.py进行检测了。运行后输入图片路径即可检测。

b、训练自己的数据集

数据集的准备
本文使用VOC格式进行训练，训练前需要自己制作好数据集，
训练前将标签文件放在VOCdevkit文件夹下的VOC2007文件夹下的Annotation中。
训练前将图片文件放在VOCdevkit文件夹下的VOC2007文件夹下的JPEGImages中。
数据集的处理
在完成数据集的摆放之后，我们需要利用voc_annotation.py获得训练用的2007_train.txt和2007_val.txt。
修改voc_annotation.py里面的参数。第一次训练可以仅修改classes_path，classes_path用于指向检测类别所对应的txt。
训练自己的数据集时，可以自己建立一个cls_classes.txt，里面写自己所需要区分的类别。

model_data/cls_classes.txt文件内容为：

cat
dog
...

修改voc_annotation.py中的classes_path，使其对应cls_classes.txt，并运行voc_annotation.py。

开始网络训练
训练的参数较多，均在train.py中，大家可以在下载库后仔细看注释，其中最重要的部分依然是train.py里的classes_path。
classes_path用于指向检测类别所对应的txt，这个txt和voc_annotation.py里面的txt一样！训练自己的数据集必须要修改！
修改完classes_path后就可以运行train.py开始训练了，在训练多个epoch后，权值会生成在logs文件夹中。
训练结果预测
训练结果预测需要用到两个文件，分别是yolo.py和predict.py。在yolo.py里面修改model_path以及classes_path。
model_path指向训练好的权值文件，在logs文件夹里。
classes_path指向检测类别所对应的txt。
完成修改后就可以运行predict.py进行检测了。运行后输入图片路径即可检测。

预测步骤

a、使用预训练权重

下载完库后解压，在百度网盘下载yolo_weights.pth，放入model_data，运行predict.py，输入

img/street.jpg

在predict.py里面进行设置可以进行fps测试和video视频检测。

b、使用自己训练的权重

按照训练步骤训练。
在yolo.py文件里面，在如下部分修改model_path和classes_path使其对应训练好的文件；model_path对应logs文件夹下面的权值文件，classes_path是model_path对应分的类。

运行predict.py，输入

img/street.jpg

在predict.py里面进行设置可以进行fps测试和video视频检测。

评估步骤

a、评估VOC07+12的测试集

本文使用VOC格式进行评估。VOC07+12已经划分好了测试集，无需利用voc_annotation.py生成ImageSets文件夹下的txt。
在yolo.py里面修改model_path以及classes_path。model_path指向训练好的权值文件，在logs文件夹里。classes_path指向检测类别所对应的txt。
运行get_map.py即可获得评估结果，评估结果会保存在map_out文件夹中。

b、评估自己的数据集

本文使用VOC格式进行评估。
如果在训练前已经运行过voc_annotation.py文件，代码会自动将数据集划分成训练集、验证集和测试集。如果想要修改测试集的比例，可以修改voc_annotation.py文件下的trainval_percent。trainval_percent用于指定(训练集+验证集)与测试集的比例，默认情况下 (训练集+验证集):测试集 = 9:1。train_percent用于指定(训练集+验证集)中训练集与验证集的比例，默认情况下训练集:验证集 = 9:1。
利用voc_annotation.py划分测试集后，前往get_map.py文件修改classes_path，classes_path用于指向检测类别所对应的txt，这个txt和训练时的txt一样。评估自己的数据集必须要修改。
在yolo.py里面修改model_path以及classes_path。model_path指向训练好的权值文件，在logs文件夹里。classes_path指向检测类别所对应的txt。
运行get_map.py即可获得评估结果，评估结果会保存在map_out文件夹中。

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