【目標檢測_4】tesorflow目標識別API跑VOC2012數據集

沒有做 mask_rcnn的模型,因爲不知道掩膜信息怎麼導入!其他模型兼可以按照以下步驟執行!(mask_rcnn會單獨總結一篇)
說明:執行已有模型 執行demo是針對coco數據集;而本文是利用基於coco數據集訓練的模型結合VOC2012數據微調,生成新的frozen_inference_graph.pb(保存網絡結構和數據)~可以再次利用jupyter-notebook運行程序,把frozen_inference_graph.pb的路徑更改爲新生成的路徑!,類別標籤映射文本修改爲pascal的類別標籤映射文本~pascal_lab_map.txt(data文件夾下面)
參考博客

一 下載VOC2012數據集

下載地址

二 分析數據集結構

下載完成之後,解壓;解壓完成後文件夾名字爲 VOCdevkit,包含子文件夾VOC2012,子文件夾下包含下面五個文件夾。
在這裏插入圖片描述

  1. Annotations
    Annotations文件夾中存放的是xml格式的標籤文件,每一個xml文件都對應於JPEGImages文件夾中的一張圖片。
    在這裏插入圖片描述
  2. ImageSets
    其中Action下存放的是人的動作(例如running、jumping等等,這也是VOC challenge的一部分)VOC2007就沒有Action,Layout下存放的是具有人體部位的數據(人的head、hand、feet等等,這也是VOC challenge的一部分)Main下存放的是圖像物體識別的數據,總共分爲20類。Main文件夾下包含了20個分類的***_train.txt、***_val.txt和***_trainval.txt。是兩列數據,左邊一列是對應圖片的序號,右邊一列是樣本標籤,-1表示負樣本,+1表示正樣本。
    在這裏插入圖片描述
  3. JPEGImages
    對應的圖片信息
    在這裏插入圖片描述
  4. SegmentationClass
    語義分割的掩膜
    在這裏插入圖片描述
  5. SegmentationObeject
    在這裏插入圖片描述
    4和5的區別是什麼呢?待補充
  • class segmentation: 標註出每一個像素的類別
  • object segmentation: 標註出每一個像素屬於哪一個物體

三 將VOC2012數據集格式轉換爲tfrecord格式

藉助object_detection下的create_pascal_tf_record.py直接可以導出tf格式~
在這裏插入圖片描述

cd dir #dir爲的models_master下的research中

# From tensorflow/models
python3 object_detection/create_pascal_tf_record.py \
    --label_map_path=object_detection/data/pascal_label_map.pbtxt \
    --data_dir=VOCdevkit --year=VOC2012 --set=train \
    --output_path=pascal_train.record
python3 object_detection/create_pascal_tf_record.py \
    --label_map_path=object_detection/data/pascal_label_map.pbtxt \
    --data_dir=VOCdevkit --year=VOC2012 --set=val \
    --output_path=pascal_val.record

跟新:以上出來的少了掩膜信息,針對mask_rcnn模型則無法訓練

截圖如下:
在這裏插入圖片描述
生成的結果在voc文件夾下面,結果信息如下
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

在這裏插入圖片描述

四 將pascal_lable_map.pbtxt 移到voc目錄下

pascal_lable_map.pbtxt:原本在object_detection下data文件夾下

sudo cp pascal_lable_map.pbtxt voc/

五 下載模型 並訓練

1我下載的是faster_rcnn_resnet101_coco_11_06_2017.tar.gz
2移動到voc下面,解壓包含五個文件,並且修改文件名爲train;
3此時voc下面包含如下幾個文件
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
4在voc下建立train_dir
5object_detection/samples/config/faster_rcnn_resnet101_coco.config 文件移動到voc下;
6修改上一步的config文件 共七處
num_classes: 20
fine_tune_checkpoint: “voc/train/model.ckpt”
input_path: “voc/pascal_train.record”
label_map_path: “voc/pascal_label_map.pbtxt”
input_path: “voc/pascal_val.record”
label_map_path: “voc/pascal_label_map.pbtxt”
num_examples: 5823
7.在object_detection 打開終端,執行
說明,最新的下載下來的model,train.py移動到了legacy文件夾下面,object_detection下面的model_main.py文件可以替代train.py,但是不會輸出日誌,只需加上tf.logging.set_verbosity(tf.logging.INFO)
在這裏插入圖片描述

python3 model_main --train_dir voc/train_dir
/ --pipeline_config_path voc/faster_rcnn_resnet101_coco.config 

(爲什麼訓練了之後train_dir還是爲空?)
答:注意 ~~ --train_dir voc/train_dir~~ 改爲 –model_dir voc/train_dir
因爲之前版本訓練用的是train.py 現在訓練使用的是model_main.py 內部定義有輕微改變

報錯1:from pycocotools import coco
在這裏插入圖片描述
解決辦法:

 git clone https://github.com/pdollar/coco
 cd coco/PythonAPI
#make -j3  make要報錯用下面一句話代替
 python3 setup.py build_ext --inplace#

#再次報錯 提示安裝python-tk

sudo apt-get install python3-tk
ipython
from pycocotools import coco

在這裏插入圖片描述
報錯2:正常了!!!但是再次運行訓練又報錯依然說找from pycocotools import coco錯誤!!然後參考網上教程,添加環境變量:
重新輸入import COCO命令即可若進入PythonAPI目錄可以,而運行程序仍然報錯則修改環境變量即可(我試了完全沒用)
網上參考辦法如下:
gedit/.bashrc 在末尾加上export PATHONPATH=/home/john/coco/PythonAPI:$PATH #當前PythonAPI目錄的絕對路徑

最後暴力解決了!把coco文件夾下面的pycocotools複製到了voc下面
在這裏插入圖片描述
報錯3超出系統內存
在這裏插入圖片描述
解決辦法1:對輸入圖片進行縮放尺寸,原本最小尺寸600,最大尺寸1024;修改爲300,512:對於我還是不能解決問題。
解決辦法2:下載較小的模型~
解決辦法3:把batch_size 原本是24,我在運行的時候出現顯存不足的問題,爲了保險起見,改爲1,如果1還是出現類似問題的話,建議換電腦……

五 導出以及測試

可以參考mask_rcnn訓練中導出與測試部分內容

六 小結-溫習過程

1.新版model下訓練文件以model_main.py(object_detection/)替換了train.py 其中訓練過程中存放路徑model_dir替換了train_dir;;;;;在看老版本書籍時一定要注意版本更新了的細微差別。
2.下載數據集,本次使用數據集爲VOC2012
3.轉爲tfrecord格式 需要文件有:create_pascal_tf_record.py (官方給的就是針對voc2012數據集的)
在這裏插入圖片描述

From tensorflow/models

python3 object_detection/create_pascal_tf_record.py
–label_map_path=object_detection/data/pascal_label_map.pbtxt
–data_dir=VOCdevkit --year=VOC2007 --set=train
–output_path=pascal_train.record
python3 object_detection/create_pascal_tf_record.py
–label_map_path=object_detection/data/pascal_label_map.pbtxt
–data_dir=VOCdevkit --year=VOC2007 --set=val
–output_path=pascal_val.record

 4.下載模型修改配置文件
 5.導出凍結文件
 6.測試

官方給的pascal2tf.py

沒有修改任何東西!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
# ==============================================================================

r"""Convert raw PASCAL dataset to TFRecord for object_detection.

Example usage:
    ./create_pascal_tf_record --data_dir=/home/user/VOCdevkit \
        --year=VOC2012 \
        --output_path=/home/user/pascal.record
"""

from __future__ import absolute_import
from __future__ import division
from __future__ import print_function

import hashlib
import io
import logging
import os

from lxml import etree
import PIL.Image
import tensorflow as tf

from object_detection.utils import dataset_util
from object_detection.utils import label_map_util


flags = tf.app.flags
flags.DEFINE_string('data_dir', '', 'Root directory to raw PASCAL VOC dataset.')
flags.DEFINE_string('set', 'train', 'Convert training set, validation set or '
                    'merged set.')
flags.DEFINE_string('annotations_dir', 'Annotations',
                    '(Relative) path to annotations directory.')
flags.DEFINE_string('year', 'VOC2007', 'Desired challenge year.')
flags.DEFINE_string('output_path', '', 'Path to output TFRecord')
flags.DEFINE_string('label_map_path', 'object_detection/data/pascal_label_map.pbtxt',
                    'Path to label map proto')
flags.DEFINE_boolean('ignore_difficult_instances', False, 'Whether to ignore '
                     'difficult instances')
FLAGS = flags.FLAGS

SETS = ['train', 'val', 'trainval', 'test']
YEARS = ['VOC2007', 'VOC2012', 'merged']


def dict_to_tf_example(data,
                       dataset_directory,
                       label_map_dict,
                       ignore_difficult_instances=False,
                       image_subdirectory='JPEGImages'):
  """Convert XML derived dict to tf.Example proto.

  Notice that this function normalizes the bounding box coordinates provided
  by the raw data.

  Args:
    data: dict holding PASCAL XML fields for a single image (obtained by
      running dataset_util.recursive_parse_xml_to_dict)
    dataset_directory: Path to root directory holding PASCAL dataset
    label_map_dict: A map from string label names to integers ids.
    ignore_difficult_instances: Whether to skip difficult instances in the
      dataset  (default: False).
    image_subdirectory: String specifying subdirectory within the
      PASCAL dataset directory holding the actual image data.

  Returns:
    example: The converted tf.Example.

  Raises:
    ValueError: if the image pointed to by data['filename'] is not a valid JPEG
  """
  img_path = os.path.join(data['folder'], image_subdirectory, data['filename'])
  full_path = os.path.join(dataset_directory, img_path)
  with tf.gfile.GFile(full_path, 'rb') as fid:
    encoded_jpg = fid.read()
  encoded_jpg_io = io.BytesIO(encoded_jpg)
  image = PIL.Image.open(encoded_jpg_io)
  if image.format != 'JPEG':
    raise ValueError('Image format not JPEG')
  key = hashlib.sha256(encoded_jpg).hexdigest()

  width = int(data['size']['width'])
  height = int(data['size']['height'])

  xmin = []
  ymin = []
  xmax = []
  ymax = []
  classes = []
  classes_text = []
  truncated = []
  poses = []
  difficult_obj = []
  for obj in data['object']:
    difficult = bool(int(obj['difficult']))
    if ignore_difficult_instances and difficult:
      continue

    difficult_obj.append(int(difficult))

    xmin.append(float(obj['bndbox']['xmin']) / width)
    ymin.append(float(obj['bndbox']['ymin']) / height)
    xmax.append(float(obj['bndbox']['xmax']) / width)
    ymax.append(float(obj['bndbox']['ymax']) / height)
    classes_text.append(obj['name'].encode('utf8'))
    classes.append(label_map_dict[obj['name']])
    truncated.append(int(obj['truncated']))
    poses.append(obj['pose'].encode('utf8'))

  example = tf.train.Example(features=tf.train.Features(feature={
      'image/height': dataset_util.int64_feature(height),
      'image/width': dataset_util.int64_feature(width),
      'image/filename': dataset_util.bytes_feature(
          data['filename'].encode('utf8')),
      'image/source_id': dataset_util.bytes_feature(
          data['filename'].encode('utf8')),
      'image/key/sha256': dataset_util.bytes_feature(key.encode('utf8')),
      'image/encoded': dataset_util.bytes_feature(encoded_jpg),
      'image/format': dataset_util.bytes_feature('jpeg'.encode('utf8')),
      'image/object/bbox/xmin': dataset_util.float_list_feature(xmin),
      'image/object/bbox/xmax': dataset_util.float_list_feature(xmax),
      'image/object/bbox/ymin': dataset_util.float_list_feature(ymin),
      'image/object/bbox/ymax': dataset_util.float_list_feature(ymax),
      'image/object/class/text': dataset_util.bytes_list_feature(classes_text),
      'image/object/class/label': dataset_util.int64_list_feature(classes),
      'image/object/difficult': dataset_util.int64_list_feature(difficult_obj),
      'image/object/truncated': dataset_util.int64_list_feature(truncated),
      'image/object/view': dataset_util.bytes_list_feature(poses),
  }))
  return example


def main(_):
  if FLAGS.set not in SETS:
    raise ValueError('set must be in : {}'.format(SETS))
  if FLAGS.year not in YEARS:
    raise ValueError('year must be in : {}'.format(YEARS))

  data_dir = FLAGS.data_dir
  years = ['VOC2007', 'VOC2012']
  if FLAGS.year != 'merged':
    years = [FLAGS.year]

  writer = tf.python_io.TFRecordWriter(FLAGS.output_path)

  label_map_dict = label_map_util.get_label_map_dict(FLAGS.label_map_path)

  for year in years:
    logging.info('Reading from PASCAL %s dataset.', year)
    examples_path = os.path.join(data_dir, year, 'ImageSets', 'Main','aeroplane_' + FLAGS.set + '.txt')
    annotations_dir = os.path.join(data_dir, year, FLAGS.annotations_dir)
    examples_list = dataset_util.read_examples_list(examples_path)
    for idx, example in enumerate(examples_list):
      if idx % 100 == 0:
        logging.info('On image %d of %d', idx, len(examples_list))
      path = os.path.join(annotations_dir, example + '.xml')
      with tf.gfile.GFile(path, 'r') as fid:
        xml_str = fid.read()
      xml = etree.fromstring(xml_str)
      data = dataset_util.recursive_parse_xml_to_dict(xml)['annotation']

      tf_example = dict_to_tf_example(data, FLAGS.data_dir, label_map_dict,
                                      FLAGS.ignore_difficult_instances)
      writer.write(tf_example.SerializeToString())

  writer.close()


if __name__ == '__main__':
  tf.app.run()
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