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目标检测00-10:mmdetection(Foveabox为例)-源码无死角解析(4)-头部网络bbox_head-推理过程

江南才尽,年少无知! 发布时间:2020-09-08 16:46:14 ,浏览量:3

以下链接是个人关于mmdetection(Foveabox-目标检测框架)所有见解,如有错误欢迎大家指出,我会第一时间纠正。有兴趣的朋友可以加微信:17575010159 相互讨论技术。若是帮助到了你什么,一定要记得点赞!因为这是对我最大的鼓励。 目标检测00-00:mmdetection(Foveabox为例)-目录-史上最新无死角讲解

前言

在上篇博客中,已经对 mmdet\models\dense_heads\fovea_head.py 中的 FoveaHead 训练过程进行了讲解。但是推理过程还没有进行解析。那么这篇博客我们就来好好的专研一下,其主要的核心就是 FoveaHead 中的 def get_bboxes 函数。

代码注释

关于 FoveaHead 中 get_bboxes 代码,本人注释如下:

    def get_targets(self, gt_bbox_list, gt_label_list, featmap_sizes, points):
        """
        :param gt_bbox_list: 该个batch所有图像对应的box信息
        :param gt_label_list: 该个batch所有图像box对应的cls信息
        :param featmap_sizes: 5个特征图大小,默认为[[60,80],[30,40],[15,20],[8,10],[4,5]]
        :param points: 包含了5个特征图像素对应的坐标位置
        :return:
        """
        # 循环 batch_size 次执行self._get_target_single函数,
        # 为每张图像生成特征图对应的box,cls标签
        label_list, bbox_target_list = multi_apply(
            self._get_target_single,
            gt_bbox_list,
            gt_label_list,
            featmap_size_list=featmap_sizes,
            point_list=points)

        # 把所有特征图对应的label cls进行扁平处理,形状为[b,n](包含一个batch)
        flatten_labels = [
            torch.cat([
                labels_level_img.flatten() for labels_level_img in labels_level
            ]) for labels_level in zip(*label_list)
        ]
        # 把所有特征图对应的box进行扁平处理,形状为[b,n,4]包含一个batch)
        flatten_bbox_targets = [
            torch.cat([
                bbox_targets_level_img.reshape(-1, 4)
                for bbox_targets_level_img in bbox_targets_level
            ]) for bbox_targets_level in zip(*bbox_target_list)
        ]
        # [b,n]-->[b*n]
        flatten_labels = torch.cat(flatten_labels)
        # [b,n,4]-->[b*n,4]
        flatten_bbox_targets = torch.cat(flatten_bbox_targets)
        return flatten_labels, flatten_bbox_targets

    def _get_target_single(self,
                           gt_bboxes_raw, # 输入图像对应的box
                           gt_labels_raw, # 输入图像box对应的cls标签
                           featmap_size_list=None, # 包含5个特征图的大小
                           point_list=None): # 包含5ge特征图每个像素的坐标

        # 获得box的面积(开根号之后的)
        gt_areas = torch.sqrt((gt_bboxes_raw[:, 2] - gt_bboxes_raw[:, 0]) *
                              (gt_bboxes_raw[:, 3] - gt_bboxes_raw[:, 1]))

        # 记录一张图片的所有特征的 target  label 类别信息
        label_list = []
        # 记录一张图片的所有特征的 target  box 的 tx1,ty1, tx2,ty2,(论文的公式4) 的信息
        bbox_target_list = []
        # for each pyramid, find the cls and box target
        # 为每个金字塔特征生成对应的 target cls,target box
        # self.base_edge_list 默认为 [16, 32, 64, 128, 256],对应论文中的rl
        # self.scale_ranges   默认为被覆盖为 ((1, 64), (32, 128), (64, 256), (128, 512), (256, 2048))
        # self.strides 默认为被覆盖为[8, 16, 32, 64, 128],
        # featmap_size_list 默认形状为为 [[60,80],[30,40],[15,20],[8,10],[4,5]]
        for base_len, (lower_bound, upper_bound), stride, featmap_size, \
            (y, x) in zip(self.base_edge_list, self.scale_ranges,
                          self.strides, featmap_size_list, point_list):

            # FG cat_id: [0, num_classes -1], BG cat_id: num_classes
            # 创建一个featmap_size大小的labels,全部都赋值成背景类
            labels = gt_labels_raw.new_zeros(featmap_size) + self.num_classes
            # 创建一个featmap_size大小的 box target,
            # 形状为(featmap_size[0], featmap_size[1],4),初始化所有的值填充为1
            bbox_targets = gt_bboxes_raw.new(featmap_size[0], featmap_size[1],
                                             4) + 1

            # 论文中的scale assignment,缩放分配。也就是一个box,其应该属于那个特征图最合适
            # 如果gt_areas在当前金字塔特征的[lower_bound, upper_bound]之间,
            # 说明使用该特征图对其进行预测是合理的,一张图片中可能存在多个box,所以hit_indices可能存在多个值
            # 并且hit_indices记录的是box的索引
            hit_indices = ((gt_areas >= lower_bound) &
                           (gt_areas  [h,w,4] --> [h*w, 4]
            scores = cls_score.permute(1, 2, 0).reshape(
                -1, self.cls_out_channels).sigmoid()
            # 形状进行改变 [num_class,h,w] -- > [h,w,num_class] --> [h*w, num_class]
            # 并且进行了exp操作
            bbox_pred = bbox_pred.permute(1, 2, 0).reshape(-1, 4).exp()

            # nms_pre 默认值为1000,也就是去1000
            nms_pre = cfg.get('nms_pre', -1)
            if (nms_pre > 0) and (scores.shape[0] > nms_pre):
                # 获得num_class最高的分值 [h*w, num_class] -> [h*w]
                max_scores, _ = scores.max(dim=1)
                # 获得分值最高的前 nms_pre 个下标
                _, topk_inds = max_scores.topk(nms_pre)
                # 根据topk_inds下标,取得对应的 box
                bbox_pred = bbox_pred[topk_inds, :]
                # 取得 topk_inds下标的 scores[h*w, num_class] 的分值,然后再赋值给scores
                scores = scores[topk_inds, :]
                # 获得 topk_inds 对应的x, y 坐标。
                y = y[topk_inds]
                x = x[topk_inds]

            # 根据论文中的公式计算出 box 在输入图像(640*480)的坐标。
            x1 = (stride * x - base_len * bbox_pred[:, 0]).\
                clamp(min=0, max=img_shape[1] - 1)
            y1 = (stride * y - base_len * bbox_pred[:, 1]).\
                clamp(min=0, max=img_shape[0] - 1)
            x2 = (stride * x + base_len * bbox_pred[:, 2]).\
                clamp(min=0, max=img_shape[1] - 1)
            y2 = (stride * y + base_len * bbox_pred[:, 3]).\
                clamp(min=0, max=img_shape[0] - 1)

            # 把坐标链接起来,转化为(n, x1, y1, x2, y2)的形式
            bboxes = torch.stack([x1, y1, x2, y2], -1)

            # 把变换之后box坐标,以及对应的类别分值添加到 det_bboxes 与 det_scores 之中。
            det_bboxes.append(bboxes)
            det_scores.append(scores)
        # 把多个金字塔特征得到的 box 坐标,链接起来
        det_bboxes = torch.cat(det_bboxes)
        # 如果需要,则把图片缩放到最原始的图像上。
        if rescale:
            det_bboxes /= det_bboxes.new_tensor(scale_factor)
        # 把多个金字塔特征得到的 box 类别的得分值链接起来
        det_scores = torch.cat(det_scores)

        # 把det_scores添加一列,最要是兼容背景类
        padding = det_scores.new_zeros(det_scores.shape[0], 1)
        # remind that we set FG labels to [0, num_class-1] since mmdet v2.0
        # BG cat_id: num_class
        det_scores = torch.cat([det_scores, padding], dim=1)

        # 进行 nms 处理
        det_bboxes, det_labels = multiclass_nms(det_bboxes, det_scores,
                                                cfg.score_thr, cfg.nms,
                                                cfg.max_per_img)
        # 处理的结果返回,
        # det_bboxes[-1,5], 最后一列表示概率值,
        # det_labels 表示 box 对应的 cls 类别。
        return det_bboxes, det_labels
结语

我相信大家看了上面的代码,对于模型推理,如何获得原图对应的 box 坐标应该十分清楚了。除了 nms 没有进行详细的讲解之外,其他算讲解比较彻底了。对于 Foveabox 的讲解基本算是完成了。后续我使用该网络进行行人检测,追踪。再进一步联合行人从识别,进行动作识别。链接如下,欢迎大家观看:

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