--- comments: true --- # 旋转目标检测模块使用教程 ## 一、概述 旋转目标检测是目标检测模块中的一种衍生,它专门针对旋转目标进行检测。旋转框(Rotated Bounding Boxes)常用于检测带有角度信息的矩形框,即矩形框的宽和高不再与图像坐标轴平行。相较于水平矩形框,旋转矩形框一般包括更少的背景信息。旋转框检测常用于遥感等场景中。 ## 二、支持模型列表
| 模型 | 模型下载链接 | mAP(%) | GPU推理耗时 (ms) | CPU推理耗时 (ms) | 模型存储大小 (M) | 介绍 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PP-YOLOE-R-L | 推理模型/训练模型 | 78.14 | 20.7039 | 157.942 | 211.0 M | PP-YOLOE-R是一个高效的单阶段Anchor-free旋转框检测模型。基于PP-YOLOE, PP-YOLOE-R以极少的参数量和计算量为代价,引入了一系列有用的设计来提升检测精度。 |
注:以上精度指标为DOTA验证集 mAP(0.5:0.95)。所有模型 GPU 推理耗时基于 NVIDIA TRX2080 Ti 机器,精度类型为 F16, CPU 推理速度基于 Intel(R) Xeon(R) Gold 5117 CPU @ 2.00GHz,线程数为8,精度类型为 FP32。
> ❗ 以上列出的是paddleX当前支持的旋转目标检测模型,实际的PaddleDetection套件支持10个旋转目标检测模型,详细模型列表请参考PaddleDetection ## 三、快速集成 > ❗ 在快速集成前,请先安装 PaddleX 的 wheel 包,详细请参考 [PaddleX本地安装教程](../../../installation/installation.md) 完成 wheel 包的安装后,几行代码即可完成旋转目标检测模块的推理,可以任意切换该模块下的模型,您也可以将旋转目标检测的模块中的模型推理集成到您的项目中。运行以下代码前,请您下载[示例图片](https://paddle-model-ecology.bj.bcebos.com/paddlex/imgs/demo_image/rotated_object_detection_001.png)到本地。 ```python from paddlex import create_model model = create_model(model_name="PP-YOLOE-R-L") output = model.predict(input="rotated_object_detection_001.png", batch_size=1) for res in output: res.print() res.save_to_img("./output/") res.save_to_json("./output/res.json") ``` 运行后,得到的结果为: ```bash {'res': "{'input_path': 'rotated_object_detection_001.png', 'boxes': [{'cls_id': 4, 'label': 'small-vehicle', 'score': 0.7513620853424072, 'coordinate': [92.72234, 763.36676, 84.7699, 749.9725, 116.207375, 731.8547, 124.15982, 745.2489]}, {'cls_id': 4, 'label': 'small-vehicle', 'score': 0.7284387350082397, 'coordinate': [348.60703, 177.85127, 332.80432, 149.83975, 345.37347, 142.95677, 361.17618, 170.96828]}, {'cls_id': 11, 'label': 'roundabout', 'score': 0.7909174561500549, 'coordinate': [535.02216, 697.095, 201.49803, 608.4738, 292.2446, 276.9634, 625.76874, 365.5845]}]}"} ``` 运行结果参数含义如下: - `input_path`: 表示输入待预测图像的路径 - `boxes`: 每个预测出的object的信息 - `cls_id`: 类别ID - `label`: 类别名称 - `score`: 预测得分 - `coordinate`: 预测框的坐标,格式为[x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4]
可视化图片如下:
相关方法、参数等说明如下:
* `create_model`实例化旋转目标检测模型(此处以`PP-YOLOE-R-L`为例),具体说明如下:
| 参数 | 参数说明 | 参数类型 | 可选项 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|
model_name |
模型名称 | str |
无 | 无 |
model_dir |
模型存储路径 | str |
无 | 无 |
threshold |
低分object过滤阈值 | float/None/dict[int, float] |
无 | None |
img_size |
模型实际预测使用的分辨率 | int/tuple/None |
无 | None |
| 参数 | 参数说明 | 参数类型 | 可选项 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|
input |
待预测数据,支持多种输入类型 | Python Var/str/dict/list |
|
无 |
batch_size |
批大小 | int |
任意整数 | 1 |
threshold |
低分object过滤阈值 | float/dict[int, float]/None |
|
None |
| 方法 | 方法说明 | 参数 | 参数类型 | 参数说明 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|---|
print() |
打印结果到终端 | format_json |
bool |
是否对输出内容进行使用 JSON 缩进格式化 |
True |
indent |
int |
指定缩进级别,以美化输出的 JSON 数据,使其更具可读性,仅当 format_json 为 True 时有效 |
4 | ||
ensure_ascii |
bool |
控制是否将非 ASCII 字符转义为 Unicode。设置为 True 时,所有非 ASCII 字符将被转义;False 则保留原始字符,仅当format_json为True时有效 |
False |
||
save_to_json() |
将结果保存为json格式的文件 | save_path |
str |
保存的文件路径,当为目录时,保存文件命名与输入文件类型命名一致 | 无 |
indent |
int |
指定缩进级别,以美化输出的 JSON 数据,使其更具可读性,仅当 format_json 为 True 时有效 |
4 | ||
ensure_ascii |
bool |
控制是否将非 ASCII 字符转义为 Unicode。设置为 True 时,所有非 ASCII 字符将被转义;False 则保留原始字符,仅当format_json为True时有效 |
False |
||
save_to_img() |
将结果保存为图像格式的文件 | save_path |
str |
保存的文件路径,当为目录时,保存文件命名与输入文件类型命名一致 | 无 |
| 属性 | 属性说明 |
|---|---|
json |
获取预测的json格式的结果 |
img |
获取格式为dict的可视化图像 |
校验结果文件具体内容为:
{
"done_flag": true,
"check_pass": true,
"attributes": {
"num_classes": 15,
"train_samples": 1892,
"train_sample_paths": [
"check_dataset\/demo_img\/P2610__1.0__0___0.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1137__1.0__0___0.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1122__1.0__5888___1648.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0543__1.0__0___0.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0518__1.0__0___91.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0961__1.0__1648___87.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1732__1.0__0___824.png",
"check_dataset\/demo_img\/P2766__1.0__4421___0.png",
"check_dataset\/demo_img\/P2582__1.0__674___725.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1529__1.0__2976___1648.png"
],
"val_samples": 473,
"val_sample_paths": [
"check_dataset\/demo_img\/P2342__1.0__890___0.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1386__1.0__2472___1648.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0961__1.0__824___87.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1651__1.0__824___824.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1529__1.0__824___2976.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0961__1.0__4944___87.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0725__1.0__634___0.png",
"check_dataset\/demo_img\/P1679__1.0__1648___1648.png",
"check_dataset\/demo_img\/P2726__1.0__824___1578.png",
"check_dataset\/demo_img\/P0457__1.0__379___0.png",
]
},
"analysis": {
"histogram": "check_dataset/histogram.png"
},
"dataset_path": "./dataset/DOTA-sampled200_crop1024_data",
"show_type": "image",
"dataset_type": "COCODetDataset"
}
上述校验结果中,check_pass 为 true 表示数据集格式符合要求,其他部分指标的说明如下:
attributes.num_classes:该数据集类别数为 15;attributes.train_samples:该数据集训练集样本数量为 1892;attributes.val_samples:该数据集验证集样本数量为 473;attributes.train_sample_paths:该数据集训练集样本可视化图片相对路径列表;attributes.val_sample_paths:该数据集验证集样本可视化图片相对路径列表;另外,数据集校验还对数据集中所有类别的样本数量分布情况进行了分析,并绘制了分布直方图(histogram.png):

(1)数据集格式转换
旋转目标检测赞不支持数据格式转换,只支持标准DOTA的COCO数据格式。(2)数据集划分
数据集划分的参数可以通过修改配置文件中 CheckDataset 下的字段进行设置,配置文件中部分参数的示例说明如下:
CheckDataset:split:enable: 是否进行重新划分数据集,为 True 时进行数据集格式转换,默认为 False;train_percent: 如果重新划分数据集,则需要设置训练集的百分比,类型为0-100之间的任意整数,需要保证和 val_percent 值加和为100;val_percent: 如果重新划分数据集,则需要设置验证集的百分比,类型为0-100之间的任意整数,需要保证和 train_percent 值加和为100;
例如,您想重新划分数据集为 训练集占比90%、验证集占比10%,则需将配置文件修改为:......
CheckDataset:
......
split:
enable: True
train_percent: 90
val_percent: 10
......
随后执行命令:
python main.py -c paddlex/configs/rotated_object_detection/PP-YOLOE-R-L.yaml \
-o Global.mode=check_dataset \
-o Global.dataset_dir=./dataset/DOTA-sampled200_crop1024_data
数据划分执行之后,原有标注文件会被在原路径下重命名为 xxx.bak。
以上参数同样支持通过追加命令行参数的方式进行设置:
python main.py -c paddlex/configs/rotated_object_detection/PP-YOLOE-R-L.yaml \
-o Global.mode=check_dataset \
-o Global.dataset_dir=./dataset/DOTA-sampled200_crop1024_data \
-o CheckDataset.split.enable=True \
-o CheckDataset.split.train_percent=90 \
-o CheckDataset.split.val_percent=10
output,如需指定保存路径,可通过配置文件中 -o Global.output 字段进行设置。在完成模型训练后,所有产出保存在指定的输出目录(默认为./output/)下,通常有以下产出:
train_result.json:训练结果记录文件,记录了训练任务是否正常完成,以及产出的权重指标、相关文件路径等;
train.log:训练日志文件,记录了训练过程中的模型指标变化、loss 变化等;config.yaml:训练配置文件,记录了本次训练的超参数的配置;.pdparams、.pdema、.pdopt.pdstate、.pdiparams、.pdmodel:模型权重相关文件,包括网络参数、优化器、EMA、静态图网络参数、静态图网络结构等;在模型评估时,需要指定模型权重文件路径,每个配置文件中都内置了默认的权重保存路径,如需要改变,只需要通过追加命令行参数的形式进行设置即可,如-o Evaluate.weight_path=./output/best_model/best_model.pdparams。
在完成模型评估后,会产出evaluate_result.json,其记录了评估的结果,具体来说,记录了评估任务是否正常完成,以及模型的评估指标,包含 AP;