改进的yolo交通标志tt100k数据集目标检测（代码+原理+毕设可用）

YOLO TT100K: 基于YOLO训练的交通标志检测模型

在原始代码基础上：

1. 修改数据加载类，支持CoCo格式（使用cocoapi）；
2. 修改数据增强；
3. validation增加mAP计算；
4. 修改anchor；

注: 实验开启weight_decay或是 不对conv层和FC层的bias参数，以及BN层的参数进行权重衰减，mAP下降很大，mAP@[.5:.95]=0.244

训练集

[Tsinghua-Tencent 100K]

下载的训练集主要包含train和test两部分，分别为6107和3073张图片。统计标注文件，共221类。详细统计每类标志个数，发现很多类的数量为0，所以清楚了部分数量为0的label，剩下类别为151，其中仍存在很多类数量<5.

TT100k转为CoCo格式：

• 交通标志类别：
  数据集中包含数百种不同类型的交通标志实例，例如停止标志、限速标志、方向指示标志等。截至某个时间点，数据集有超过232种不同的交通标志类别，这意味着每种类别都有一定数量的样本图片用于训练和测试模型。
• i2r类别： 这个类别涉及图像到文本的匹配任务，提供一张图像及五个候选文字描述，目标是确定哪一描述最准确地匹配该图像的内容。
• i2 类别： 这个类别代表图像到图像的匹配，给定两张图像，判断这两张图像是否描述的是同一场景或物体，适用于图像检索和匹配任务。
• Other 类别： 可能包括不属于上述特定任务的其他类型的数据，或者是为了填充和扩充数据集而添加的样本 参考 [yolo-v3脚本]

python scripts/tt100k2coco.py

测试

pretrained model
密码: lcou

下载到model_data,运行:python predict.py

结果

mAP of yolo

对比yolov3:

如上，mAP不高，分析原因，可能如下：

1. 数据集分辨率2048x2048，yolov4输入为608,且交通标志中存在很多小物体，原图resize到608，很多目标太小难以检测；
2. 某些类别数量过少；

可优化:

1. 借鉴YOLT方法检测小物体；
2. 数据集扩充/增强；
3. 使用更优秀的检测方法；
4. 改进loss，解决类别不均衡可参考

主要代码

# ----------------------------------------------------#
#   对视频中的predict.py进行了修改，
#   将单张图片预测、摄像头检测和FPS测试功能
#   整合到了一个py文件中，通过指定mode进行模式的修改。
# ----------------------------------------------------#
import time

import cv2
import numpy as np
from PIL import Image

from yolo import YOLO

if __name__ == "__main__":
    yolo = YOLO()
    # -------------------------------------------------------------------------#
    #   mode用于指定测试的模式：
    #   'predict'表示单张图片预测
    #   'video'表示视频检测
    #   'fps'表示测试fps
    # -------------------------------------------------------------------------#
    mode = "predict"
    # -------------------------------------------------------------------------#
    #   video_path用于指定视频的路径，当video_path=0时表示检测摄像头
    #   video_save_path表示视频保存的路径，当video_save_path=""时表示不保存
    #   video_fps用于保存的视频的fps
    #   video_path、video_save_path和video_fps仅在mode='video'时有效
    #   保存视频时需要ctrl+c退出才会完成完整的保存步骤，不可直接结束程序。
    # -------------------------------------------------------------------------#
    video_path = 0
    video_save_path = ""
    video_fps = 25.0

    if mode == "predict":
        '''
        1、该代码无法直接进行批量预测，如果想要批量预测，可以利用os.listdir()遍历文件夹，利用Image.open打开图片文件进行预测。
        具体流程可以参考get_dr_txt.py，在get_dr_txt.py即实现了遍历还实现了目标信息的保存。
        2、如果想要进行检测完的图片的保存，利用r_image.save("img.jpg")即可保存，直接在predict.py里进行修改即可。 
        3、如果想要获得预测框的坐标，可以进入yolo.detect_image函数，在绘图部分读取top，left，bottom，right这四个值。
        4、如果想要利用预测框截取下目标，可以进入yolo.detect_image函数，在绘图部分利用获取到的top，left，bottom，right这四个值
        在原图上利用矩阵的方式进行截取。
        5、如果想要在预测图上写额外的字，比如检测到的特定目标的数量，可以进入yolo.detect_image函数，在绘图部分对predicted_class进行判断，
        比如判断if predicted_class == 'car': 即可判断当前目标是否为车，然后记录数量即可。利用draw.text即可写字。
        '''
        while True:
            img = input('Input image filename:')
            try:
                image = Image.open(img)
            except:
                print('Open Error! Try again!')
                continue
            else:
                r_image = yolo.detect_image(image)
                r_image.save(img.split("/")[-1])
                r_image.show()

    elif mode == "video":
        capture = cv2.VideoCapture(video_path)
        if video_save_path != "":
            fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
            size = (int(capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)), int(capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))
            out = cv2.VideoWriter(video_save_path, fourcc, video_fps, size)

        fps = 0.0
        while (True):
            t1 = time.time()
            # 读取某一帧
            ref, frame = capture.read()
            # 格式转变，BGRtoRGB
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
            # 转变成Image
            frame = Image.fromarray(np.uint8(frame))
            # 进行检测
            frame = np.array(yolo.detect_image(frame))
            # RGBtoBGR满足opencv显示格式
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_RGB2BGR)

            fps = (fps + (1. / (time.time() - t1))) / 2
            print("fps= %.2f" % (fps))
            frame = cv2.putText(frame, "fps= %.2f" % (fps), (0, 40), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 255, 0), 2)

            cv2.imshow("video", frame)
            c = cv2.waitKey(1) & 0xff
            if video_save_path != "":
                out.write(frame)

            if c == 27:
                capture.release()
                break
        capture.release()
        out.release()
        cv2.destroyAllWindows()

    elif mode == "fps":
        test_interval = 100
        img = Image.open('img/street.jpg')
        tact_time = yolo.get_FPS(img, test_interval)
        print(str(tact_time) + ' seconds, ' + str(1 / tact_time) + 'FPS, @batch_size 1')
    else:
        raise AssertionError("Please specify the correct mode: 'predict', 'video' or 'fps'.")

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