从软件开发到 AI 领域工程师:模型训练篇 (3)

基于深度学习的人脸检测算法,多数都是基于深度学习目标检测算法进行的改进,或者说是把通用的目标检测模型,为适应人脸检测任务而进行的特定配置。而众多的目标检测模型(Faster RCNN、SSD、YOLO)中,人脸检测算法最常用的是 SSD 算法(Single Shot MultiBox Detector,“Single Shot”指的是单目标检测,“MultiBox”中的“Box”就像是我们平时拍摄时用到的取景框,只关注框内的画面,屏蔽框外的内容。创建“Multi”个 "Box",将每个 "Box" 的单目标检测结果汇总起来就是多目标检测。换句话说,SSD 将图像切分为 N 片,并对每片进行独立的单目标检测,最后汇总每片的检测结果。),其他如 SSH 模型、S3FD 模型、RetinaFace 算法,都是受 SSD 算法的启发,或者基于 SSD 进行的任务定制化改进, 例如将定位层提到更靠前的位置,Anchor 大小调整、Anchor 标签分配规则的调整,在 SSD 基础上加入 FPN 等。本文训练口罩识别模型采用了 YOLO。

目标检测过程都可以分解为两个独立的操作:

定位(location): 用一个矩形(bounding box)来框定物体,bounding box 一般由 4 个整数组成,分别表示矩形左上角和右下角的 x 和 y 坐标,或矩形的左上角坐标以及矩形的长和高。

分类(classification): 识别 bounding box 中的(最大的)物体。

我选择采用 keras-yolo3-Mobilenet 方案,开源项目地址:
https://github.com/Adamdad/keras-YOLOv3-mobilenet。
MobileNet 的创新亮点是 Depthwise Separable Convolution(深度可分离卷积),与 VGG16 相比,在很小的精度损失情况下,将运算量减小了 30 倍。YOLOv3 的创新亮点是 DarkNet-53、Prediction Across Scales、多标签多分类的逻辑回归层。

基于开源数据集的实验结果:

从软件开发到 AI 领域工程师:模型训练篇

动手训练模型

训练模型自然需要训练数据集和测试数据集,大家可以在这里下载:

https://modelarts-labs-bj4.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/casezoo/maskdetect/datasets/maskdetectdatasets.zip

Yolo v3-MobileNet 目标检测工程的目录结构如下:

|--model_data |--voc_classes.txt |--yolo_anchors.txt |--yolo3 |--model.py |--model_Mobilenet.py |--utiles.py |--convert.py |--kmeans.py |--train.py |--train_Mobilenet.py |--train_bottleneck.py |--voc_annotation.py |--yolo.py |--yolo_Mobilenet.py |--yolo_video.py

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