新手学习yolov8目标检测小记1

一、复现

网上有很多教程,复现yolov8的目标检测。在复现的过程中,会用到模型yolov8n.pt,可以选择命令下载和网站下载。复现后,runs文件包下会生成最优的权重文件best.py,在ultralytics/assets中放一张图片,按照remead指示,输入命令,用权重文件best.py做预测。运行之后,runs/detect/predict中的图片就是预测识别之后的。

二、数据集

1、准备

搜集一些你需要进行目标检测的图片,比如网上下载、自行拍摄等,可以使用旋转个、放大、缩小、调亮度的方式,对数据进行扩增。代码如下:需要修改第83行的文件夹路径,改为自己存放图片的路径即可。

python 复制代码
# -*- coding: utf-8 -*-

import cv2
import numpy as np
import os.path
import copy


# 椒盐噪声
def SaltAndPepper(src, percetage):
    SP_NoiseImg = src.copy()
    SP_NoiseNum = int(percetage * src.shape[0] * src.shape[1])
    for i in range(SP_NoiseNum):
        randR = np.random.randint(0, src.shape[0] - 1)
        randG = np.random.randint(0, src.shape[1] - 1)
        randB = np.random.randint(0, 3)
        if np.random.randint(0, 1) == 0:
            SP_NoiseImg[randR, randG, randB] = 0
        else:
            SP_NoiseImg[randR, randG, randB] = 255
    return SP_NoiseImg


# 高斯噪声
def addGaussianNoise(image, percetage):
    G_Noiseimg = image.copy()
    w = image.shape[1]
    h = image.shape[0]
    G_NoiseNum = int(percetage * image.shape[0] * image.shape[1])
    for i in range(G_NoiseNum):
        temp_x = np.random.randint(0, h)
        temp_y = np.random.randint(0, w)
        G_Noiseimg[temp_x][temp_y][np.random.randint(3)] = np.random.randn(1)[0]
    return G_Noiseimg


# 昏暗
def darker(image, percetage=0.9):
    image_copy = image.copy()
    w = image.shape[1]
    h = image.shape[0]
    # get darker
    for xi in range(0, w):
        for xj in range(0, h):
            image_copy[xj, xi, 0] = int(image[xj, xi, 0] * percetage)
            image_copy[xj, xi, 1] = int(image[xj, xi, 1] * percetage)
            image_copy[xj, xi, 2] = int(image[xj, xi, 2] * percetage)
    return image_copy


# 亮度
def brighter(image, percetage=1.5):
    image_copy = image.copy()
    w = image.shape[1]
    h = image.shape[0]
    # get brighter
    for xi in range(0, w):
        for xj in range(0, h):
            image_copy[xj, xi, 0] = np.clip(int(image[xj, xi, 0] * percetage), a_max=255, a_min=0)
            image_copy[xj, xi, 1] = np.clip(int(image[xj, xi, 1] * percetage), a_max=255, a_min=0)
            image_copy[xj, xi, 2] = np.clip(int(image[xj, xi, 2] * percetage), a_max=255, a_min=0)
    return image_copy


# 旋转
def rotate(image, angle, center=None, scale=1.0):
    (h, w) = image.shape[:2]
    # If no rotation center is specified, the center of the image is set as the rotation center
    if center is None:
        center = (w / 2, h / 2)
    m = cv2.getRotationMatrix2D(center, angle, scale)
    rotated = cv2.warpAffine(image, m, (w, h))
    return rotated


# 翻转
def flip(image):
    flipped_image = np.fliplr(image)
    return flipped_image


# 图片文件夹路径
file_dir = r'E:\yolo_data\mx/'
for img_name in os.listdir(file_dir):
    img_path = file_dir + img_name
    img = cv2.imread(img_path)
    # cv2.imshow("1",img)
    # cv2.waitKey(5000)
    # 旋转
    rotated_90 = rotate(img, 90)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_r90.jpg', rotated_90)
    rotated_180 = rotate(img, 180)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_r180.jpg', rotated_180)

for img_name in os.listdir(file_dir):
    img_path = file_dir + img_name
    img = cv2.imread(img_path)
    # 镜像
    flipped_img = flip(img)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_fli.jpg', flipped_img)

    # 增加噪声
    # img_salt = SaltAndPepper(img, 0.3)
    # cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:7] + '_salt.jpg', img_salt)
    img_gauss = addGaussianNoise(img, 0.3)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_noise.jpg', img_gauss)

    # 变亮、变暗
    img_darker = darker(img)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_darker.jpg', img_darker)
    img_brighter = brighter(img)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_brighter.jpg', img_brighter)

    blur = cv2.GaussianBlur(img, (7, 7), 1.5)
    #      cv2.GaussianBlur(图像,卷积核,标准差)
    cv2.imwrite(file_dir + img_name[0:-4] + '_blur.jpg', blur)

2、标注

将jpg图片使用labelme标注或者make sence(Make Sense),我使用的后者,后者是网页版的,可以批量导入,进行标注。标注完后,导出为yolov8需要的数据格式,即txt的标注文件。

3、划分

将数据集按照训练集、测试集、验证集=8:1:1的比例进行划分,代码如下:第84、85、86行分别需要改成自己的需要划分的图片的地址、txt文件的地址,以及划分后存放的位置。运行后,我的split文件结构是split下有images和labels,这两个下级文件都含有test、train、val。

python 复制代码
# 将图片和标注数据hatDataXml文件,按比例切分为 训练集和测试集 分割后的在split文件中
import shutil
import random
import os
import argparse


# 检查文件夹是否存在
def mkdir(path):
    if not os.path.exists(path):
        os.makedirs(path)


def main(image_dir, txt_dir, save_dir):
    # 创建文件夹
    mkdir(save_dir)
    images_dir = os.path.join(save_dir, 'images')
    labels_dir = os.path.join(save_dir, 'labels')

    img_train_path = os.path.join(images_dir, 'train')
    img_test_path = os.path.join(images_dir, 'test')
    img_val_path = os.path.join(images_dir, 'val')

    label_train_path = os.path.join(labels_dir, 'train')
    label_test_path = os.path.join(labels_dir, 'test')
    label_val_path = os.path.join(labels_dir, 'val')

    mkdir(images_dir)
    mkdir(labels_dir)
    mkdir(img_train_path)
    mkdir(img_test_path)
    mkdir(img_val_path)
    mkdir(label_train_path)
    mkdir(label_test_path)
    mkdir(label_val_path)

    # 数据集划分比例,训练集75%,验证集15%,测试集15%,按需修改
    train_percent = 0.8
    val_percent = 0.1
    test_percent = 0.1

    total_txt = os.listdir(txt_dir)
    num_txt = len(total_txt)
    list_all_txt = range(num_txt)  # 范围 range(0, num)

    num_train = int(num_txt * train_percent)
    num_val = int(num_txt * val_percent)
    num_test = num_txt - num_train - num_val

    train = random.sample(list_all_txt, num_train)
    # 在全部数据集中取出train
    val_test = [i for i in list_all_txt if not i in train]
    # 再从val_test取出num_val个元素,val_test剩下的元素就是test
    val = random.sample(val_test, num_val)

    print("训练集数目:{}, 验证集数目:{},测试集数目:{}".format(len(train), len(val), len(val_test) - len(val)))
    for i in list_all_txt:
        name = total_txt[i][:-4]

        srcImage = os.path.join(image_dir, name + '.jpg')
        srcLabel = os.path.join(txt_dir, name + '.txt')

        if i in train:
            dst_train_Image = os.path.join(img_train_path, name + '.jpg')
            dst_train_Label = os.path.join(label_train_path, name + '.txt')
            shutil.copyfile(srcImage, dst_train_Image)
            shutil.copyfile(srcLabel, dst_train_Label)
        elif i in val:
            dst_val_Image = os.path.join(img_val_path, name + '.jpg')
            dst_val_Label = os.path.join(label_val_path, name + '.txt')
            shutil.copyfile(srcImage, dst_val_Image)
            shutil.copyfile(srcLabel, dst_val_Label)
        else:
            dst_test_Image = os.path.join(img_test_path, name + '.jpg')
            dst_test_Label = os.path.join(label_test_path, name + '.txt')
            shutil.copyfile(srcImage, dst_test_Image)
            shutil.copyfile(srcLabel, dst_test_Label)

if __name__ == '__main__':
    """
    python split_datasets.py --image-dir my_datasets/color_rings/imgs --txt-dir my_datasets/color_rings/txts --save-dir my_datasets/color_rings/train_data
    """
    parser = argparse.ArgumentParser(description='split datasets to train,val,test params')
    parser.add_argument('--image-dir', type=str, default='/Users/jing/Documents/code/ultralytics-8.1.0/hatDataXml/JPEGImages', help='image path dir')
    parser.add_argument('--txt-dir', type=str, default='/Users/jing/Documents/code/ultralytics-8.1.0/hatDataXml/Annotations', help='txt path dir')
    parser.add_argument('--save-dir', default='/Users/jing/Documents/code/ultralytics-8.1.0//split', type=str, help='save dir')
    args = parser.parse_args()
    image_dir = args.image_dir
    txt_dir = args.txt_dir
    save_dir = args.save_dir

    main(image_dir, txt_dir, save_dir)

划分后,在datasets下新建文件DataSet1Parts,下级目录新建test、train、val,再下级分别新建images和labels,将划分好的,按照文件名复制进去。

三、改yaml

打开ultralytics/cfg/datasets/,复制文件coco128.yaml,命名为mydata.yaml,修改路径如下,其中nc代表类别数,names代表类别名称,按照自己的数据集改即可。

python 复制代码
# Ultralytics YOLO 🚀, AGPL-3.0 license
# COCO128 dataset https://www.kaggle.com/ultralytics/coco128 (first 128 images from COCO train2017) by Ultralytics
# Documentation: https://docs.ultralytics.com/datasets/detect/coco/
# Example usage: yolo train data=coco128.yaml
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── coco128  ← downloads here (7 MB)



path: ../datasets/DataSet1Parts
test: test/images
train: train/images
val: val/images

nc: 3
#names: ['cnn','mxn','xcn']

names:
  0: cnn
  1: mxn
  2: xcn

四、训练及验证

1、训练

在Terminal控制台输入命令:

#终端复制以下代码训练

#yolo train data=/Users/jing/Documents/code/ultralytics-8.1.0/ultralytics/cfg/datasets/mydata.yaml model=yolov8n.pt epochs=100 lr0=0.01 batch=4

2、验证

#验证测试结果,找图片放在ultralytics/assets文件夹下

#输入以下代码测试,使用效果最好的权重文件 best.pt

yolo predict model=/Users/jing/Documents/code/ultralytics-8.1.0/runs/detect/train16/weights/best.pt source=/Users/jing/Documents/code/ultralytics-8.1.0/ultralytics/assets/ceshi.JPG

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