## **1.YoloV5源码的整体目录介绍:**
├── data:主要是存放一些超参数的配置文件(这些文件(yaml文件)是用来配置训练集和测试集还有验证集的路径的,其中还包括目标检测的种类数和种类的名称);还有一些官方提供测试的图片。如果是训练自己的数据集的话,那么就需要修改其中的yaml文件。但是自己的数据集不建议放在这个路径下面,而是建议把数据集放到yolov5项目的同级目录下面。
├── models:里面主要是一些网络构建的配置文件和函数,其中包含了该项目的四个不同的版本,分别为是s、m、l、x。从名字就可以看出,这几个版本的大小。他们的检测测度分别都是从快到慢,但是精确度分别是从低到高。这就是所谓的鱼和熊掌不可兼得。如果训练自己的数据集的话,就需要修改这里面相对应的yaml文件来训练自己模型。
├── utils:存放的是工具类的函数,里面有loss函数,metrics函数,plots函数等等。
├── weights:放置训练好的权重参数。
├── detect.py:利用训练好的权重参数进行目标检测,可以进行图像、视频和摄像头的检测。
├── train.py:训练自己的数据集的函数。
├── test.py:测试训练的结果的函数。
├──requirements.txt:这是一个文本文件,里面写着使用yolov5项目的环境依赖包的一些版本,可以利用该文本导入相应版本的包。
以上就是yolov5项目代码的整体介绍。我们训练和测试自己的数据集基本就是利用到如上的代码。
### **2.1利用labelimg标注数据和数据的准备**
这里有很完备教程,教你使用labelimg,给自己的数据集来打上标签。[利用labelimg制作自己的深度学习目标检测数据集](https://blog.csdn.net/didiaopao/article/details/119808973?spm=1001.2014.3001.5501)。
数据最好放在最外一级目录中,然后数据集的目录格式如下图所示。大家一定要严格按我的格式来,否则非常容易出问题。

### **2.2 获得预训练权重**
一般为了缩短网络的训练时间,并达到更好的精度,我们一般加载预训练权重进行网络的训练。而yolov5的5.0版本给我们提供了几个预训练权重,我们可以对应我们不同的需求选择不同的版本的预训练权重。通过如下的图可以获得权重的名字和大小信息,可以预料的到,预训练权重越大,训练出来的精度就会相对来说越高,但是其检测的速度就会越慢。预训练权重可以通过这个网址进行下载,本次训练自己的数据集用的预训练权重为yolov5s.pt。
### **3.1修改数据配置文件**
预训练模型和数据集都准备好了,就可以开始训练自己的yolov5目标检测模型了,训练目标检测模型需要修改两个yaml文件中的参数。一个是data目录下的相应的yaml文件,一个是model目录文件下的相应的yaml文件。
修改data目录下的相应的yaml文件。找到目录下的voc.yaml文件,将该文件复制一份,将复制的文件重命名,最好和项目相关,这样方便后面操作。我这里修改为hat.yaml。该项目是对安全帽的识别。

打开这个文件夹修改其中的参数,首先将箭头1中的那一行代码注释掉(我已经注释掉了),如果不注释这行代码训练的时候会报错;箭头2中需要将训练和测试的数据集的路径填上(最好要填绝对路径,有时候由目录结构的问题会莫名奇妙的报错);箭头3中需要检测的类别数,我这里是识别安全帽和人,所以这里填写2;最后箭头4中填写需要识别的类别的名字(必须是英文,否则会乱码识别不出来)。到这里和data目录下的yaml文件就修改好了。

### **3.2 修改模型配置文件**
由于该项目使用的是yolov5s.pt这个预训练权重,所以要使用models目录下的yolov5s.yaml文件中的相应参数(因为不同的预训练权重对应着不同的网络层数,所以用错预训练权重会报错)。同上修改data目录下的yaml文件一样,我们最好将yolov5s.yaml文件复制一份,然后将其重命名,我将其重命名为yolov5_hat.yaml。

打开yolov5_hat.yaml文件只需要修改如图中的数字就好了,这里是识别两个类别。

至此,相应的配置参数就修改好了。
3.3训练自己的模型启用tensorbord查看参数
如果上面的数据集和两个yaml文件的参数都修改好了的话,就可以开始yolov5的训练了。首先我们找到train.py这个py文件。

然后找到主函数的入口,这里面有模型的主要参数。模型的主要参数解析如下所示。
if __name__ == '__main__':
"""
opt模型主要参数解析:
--weights:初始化的权重文件的路径地址
--cfg:模型yaml文件的路径地址
--data:数据yaml文件的路径地址
--hyp:超参数文件路径地址
--epochs:训练轮次
--batch-size:喂入批次文件的多少
--img-size:输入图片尺寸
--rect:是否采用矩形训练,默认False
--resume:接着打断训练上次的结果接着训练
--nosave:不保存模型,默认False
--notest:不进行test,默认False
--noautoanchor:不自动调整anchor,默认False
--evolve:是否进行超参数进化,默认False
--bucket:谷歌云盘bucket,一般不会用到
--cache-images:是否提前缓存图片到内存,以加快训练速度,默认False
--image-weights:使用加权图像选择进行训练
--device:训练的设备,cpu;0(表示一个gpu设备cuda:0);0,1,2,3(多个gpu设备)
--multi-scale:是否进行多尺度训练,默认False
--single-cls:数据集是否只有一个类别,默认False
--adam:是否使用adam优化器
--sync-bn:是否使用跨卡同步BN,在DDP模式使用
--local_rank:DDP参数,请勿修改
--workers:最大工作核心数
--project:训练模型的保存位置
--name:模型保存的目录名称
--exist-ok:模型目录是否存在,不存在就创建
"""
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--weights', type=str, default='yolov5s.pt', help='initial weights path')
parser.add_argument('--cfg', type=str, default='', help='model.yaml path')
parser.add_argument('--data', type=str, default='data/coco128.yaml', help='data.yaml path')
parser.add_argument('--hyp', type=str, default='data/hyp.scratch.yaml', help='hyperparameters path')
parser.add_argument('--epochs', type=int, default=300)
parser.add_argument('--batch-size', type=int, default=16, help='total batch size for all GPUs')
parser.add_argument('--img-size', nargs='+', type=int, default=[640, 640], help='[train, test] image sizes')
parser.add_argument('--rect', action='store_true', help='rectangular training')
parser.add_argument('--resume', nargs='?', const=True, default=False, help='resume most recent training')
parser.add_argument('--nosave', action='store_true', help='only save final checkpoint')
parser.add_argument('--notest', action='store_true', help='only test final epoch')
parser.add_argument('--noautoanchor', action='store_true', help='disable autoanchor check')
parser.add_argument('--evolve', action='store_true', help='evolve hyperparameters')
parser.add_argument('--bucket', type=str, default='', help='gsutil bucket')
parser.add_argument('--cache-images', action='store_true', help='cache images for faster training')
parser.add_argument('--image-weights', action='store_true', help='use weighted image selection for training')
parser.add_argument('--device', default='', help='cuda device, i.e. 0 or 0,1,2,3 or cpu')
parser.add_argument('--multi-scale', action='store_true', help='vary img-size +/- 50%%')
parser.add_argument('--single-cls', action='store_true', help='train multi-class data as single-class')
parser.add_argument('--adam', action='store_true', help='use torch.optim.Adam() optimizer')
parser.add_argument('--sync-bn', action='store_true', help='use SyncBatchNorm, only available in DDP mode')
parser.add_argument('--local_rank', type=int, default=-1, help='DDP parameter, do not modify')
parser.add_argument('--workers', type=int, default=8, help='maximum number of dataloader workers')
parser.add_argument('--project', default='runs/train', help='save to project/name')
parser.add_argument('--entity', default=None, help='W&B entity')
parser.add_argument('--name', default='exp', help='save to project/name')
parser.add_argument('--exist-ok', action='store_true', help='existing project/name ok, do not increment')
parser.add_argument('--quad', action='store_true', help='quad dataloader')
parser.add_argument('--linear-lr', action='store_true', help='linear LR')
parser.add_argument('--label-smoothing', type=float, default=0.0, help='Label smoothing epsilon')
parser.add_argument('--upload_dataset', action='store_true', help='Upload dataset as W&B artifact table')
parser.add_argument('--bbox_interval', type=int, default=-1, help='Set bounding-box image logging interval for W&B')
parser.add_argument('--save_period', type=int, default=-1, help='Log model after every "save_period" epoch')
parser.add_argument('--artifact_alias', type=str, default="latest", help='version of dataset artifact to be used')
opt = parser.parse_args()
训练自己的模型需要修改如下几个参数就可以训练了。首先将weights权重的路径填写到对应的参数里面,然后将修好好的models模型的yolov5s.yaml文件路径填写到相应的参数里面,最后将data数据的hat.yaml文件路径填写到相对于的参数里面。这几个参数就必须要修改的参数。
parser.add_argument('--weights', type=str, default='weights/yolov5s.pt', help='initial weights path')
parser.add_argument('--cfg', type=str, default='models/yolov5s_hat.yaml', help='model.yaml path')
parser.add_argument('--data', type=str, default='data/hat.yaml', help='data.yaml path')
还有几个需要根据自己的需求来更改的参数:
首先是模型的训练轮次,这里是训练的300轮。
parser.add_argument('--epochs', type=int, default=300)
其次是输入图片的数量和工作的核心数,这里每个人的电脑都不一样,所以这里每个人和自己的电脑的性能来。
parser.add_argument('--batch-size', type=int, default=8, help='total batch size for all GPUs')
parser.add_argument('--workers', type=int, default=8, help='maximum number of dataloader workers')
至此,就可以运行train.py函数训练自己的模型了。
## **4.推理测试**
等到数据训练好了以后,就会在主目录下产生一个run文件夹,在run/train/exp/weights目录下会产生两个权重文件,一个是最后一轮的权重文件,一个是最好的权重文件,一会我们就要利用这个最好的权重文件来做推理测试。除此以外还会产生一些验证文件的图片等一些文件。

找到主目录下的detect.py文件,打开该文件。

然后找到主函数的入口,这里面有模型的主要参数。模型的主要参数解析如下所示。
if __name__ == '__main__':
"""
--weights:权重的路径地址
--source:测试数据,可以是图片/视频路径,也可以是'0'(电脑自带摄像头),也可以是rtsp等视频流
--output:网络预测之后的图片/视频的保存路径
--img-size:网络输入图片大小
--conf-thres:置信度阈值
--iou-thres:做nms的iou阈值
--device:是用GPU还是CPU做推理
--view-img:是否展示预测之后的图片/视频,默认False
--save-txt:是否将预测的框坐标以txt文件形式保存,默认False
--classes:设置只保留某一部分类别,形如0或者0 2 3
--agnostic-nms:进行nms是否也去除不同类别之间的框,默认False
--augment:推理的时候进行多尺度,翻转等操作(TTA)推理
--update:如果为True,则对所有模型进行strip_optimizer操作,去除pt文件中的优化器等信息,默认为False
--project:推理的结果保存在runs/detect目录下
--name:结果保存的文件夹名称
"""
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--weights', nargs='+', type=str, default='yolov5s.pt', help='model.pt path(s)')
parser.add_argument('--source', type=str, default='data/images', help='source') # file/folder, 0 for webcam
parser.add_argument('--img-size', type=int, default=640, help='inference size (pixels)')
parser.add_argument('--conf-thres', type=float, default=0.25, help='object confidence threshold')
parser.add_argument('--iou-thres', type=float, default=0.45, help='IOU threshold for NMS')
parser.add_argument('--device', default='', help='cuda device, i.e. 0 or 0,1,2,3 or cpu')
parser.add_argument('--view-img', action='store_true', help='display results')
parser.add_argument('--save-txt', action='store_true', help='save results to *.txt')
parser.add_argument('--save-conf', action='store_true', help='save confidences in --save-txt labels')
parser.add_argument('--nosave', action='store_true', help='do not save images/videos')
parser.add_argument('--classes', nargs='+', type=int, help='filter by class: --class 0, or --class 0 2 3')
parser.add_argument('--agnostic-nms', action='store_true', help='class-agnostic NMS')
parser.add_argument('--augment', action='store_true', help='augmented inference')
parser.add_argument('--update', action='store_true', help='update all models')
parser.add_argument('--project', default='runs/detect', help='save results to project/name')
parser.add_argument('--name', default='exp', help='save results to project/name')
parser.add_argument('--exist-ok', action='store_true', help='existing project/name ok, do not increment')
opt = parser.parse_args()
这里需要将刚刚训练好的最好的权重传入到推理函数中去。然后就可以对图像视频进行推理了。
parser.add_argument('--weights', nargs='+', type=str, default='runs/train/exp/weights/best.pt', help='model.pt path(s)')
对图片进行测试推理,将如下参数修改成图片的路径,然后运行detect.py就可以进行测试了。
parser.add_argument('--source', type=str, default='000295.jpg', help='source')
推理测试结束以后,在run下面会生成一个detect目录,推理结果会保存在exp目录下。
对视频进行测试,和如上的图片的测试是一样的,只不过是将图片的路径改为视频的路径而已。利用摄像头进行测试只需将路径改写为0就好了。