PaddleYOLO: A Python repository from lyuwenyu

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简介

PaddleYOLO是基于PaddleDetection的YOLO系列模型库，只包含YOLO系列模型的相关代码，支持YOLOv3、PP-YOLO、PP-YOLOv2、PP-YOLOE、PP-YOLOE+、RT-DETR、YOLOX、YOLOv5、YOLOv6、YOLOv7、YOLOv8、YOLOv5u、YOLOv7u、YOLOv6Lite、RTMDet等模型，COCO数据集模型库请参照 ModelZoo 和 configs。

注意:

PaddleYOLO 代码库协议为 GPL 3.0，YOLOv5、YOLOv6、YOLOv7和YOLOv8这几类模型代码不合入PaddleDetection，其余YOLO模型推荐在PaddleDetection中使用，会最先发布PP-YOLO系列特色检测模型的最新进展；
PaddleYOLO代码库推荐使用paddlepaddle-2.4.2以上的版本，请参考官网下载对应适合版本，Windows平台请安装paddle develop版本；
PaddleYOLO 的Roadmap issue用于收集用户的需求，欢迎提出您的建议和需求；

教程

安装

Clone 代码库和安装 requirements.txt，环境需要在一个 Python>=3.7.0 下的环境，且需要安装 PaddlePaddle>=2.4.2。

git clone https://github.com/PaddlePaddle/PaddleYOLO  # clone
cd PaddleYOLO
pip install -r requirements.txt  # install

训练/验证/预测/

将以下命令写在一个脚本文件里如```run.sh```，一键运行命令为：```sh run.sh```，也可命令行一句句去运行。

model_name=ppyoloe # 可修改，如 yolov7
job_name=ppyoloe_plus_crn_s_80e_coco # 可修改，如 yolov7_tiny_300e_coco

config=configs/${model_name}/${job_name}.yml
log_dir=log_dir/${job_name}
# weights=https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/models/${job_name}.pdparams
weights=output/${job_name}/model_final.pdparams

# 1.训练（单卡/多卡），加 --eval 表示边训边评估，加 --amp 表示混合精度训练
# CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/train.py -c ${config} --eval --amp
python -m paddle.distributed.launch --log_dir=${log_dir} --gpus 0,1,2,3,4,5,6,7 tools/train.py -c ${config} --eval --amp

# 2.评估，加 --classwise 表示输出每一类mAP
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/eval.py -c ${config} -o weights=${weights} --classwise

# 3.预测 (单张图/图片文件夹）
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/infer.py -c ${config} -o weights=${weights} --infer_img=demo/000000014439_640x640.jpg --draw_threshold=0.5
# CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/infer.py -c ${config} -o weights=${weights} --infer_dir=demo/ --draw_threshold=0.5

部署/测速

将以下命令写在一个脚本文件里如run.sh，一键运行命令为：sh run.sh，也可命令行一句句去运行。

model_name=ppyoloe # 可修改，如 yolov7
job_name=ppyoloe_plus_crn_s_80e_coco # 可修改，如 yolov7_tiny_300e_coco

config=configs/${model_name}/${job_name}.yml
log_dir=log_dir/${job_name}
# weights=https://bj.bcebos.com/v1/paddledet/models/${job_name}.pdparams
weights=output/${job_name}/model_final.pdparams

# 4.导出模型，以下3种模式选一种
## 普通导出，加trt表示用于trt加速，对NMS和silu激活函数提速明显
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c ${config} -o weights=${weights} # trt=True

## exclude_post_process去除后处理导出，返回和YOLOv5导出ONNX时相同格式的concat后的1个Tensor，是未缩放回原图的坐标+分类置信度
# CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c ${config} -o weights=${weights} exclude_post_process=True # trt=True

## exclude_nms去除NMS导出，返回2个Tensor，是缩放回原图后的坐标和分类置信度
# CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python tools/export_model.py -c ${config} -o weights=${weights} exclude_nms=True # trt=True

# 5.部署预测，注意不能使用 去除后处理 或 去除NMS 导出后的模型去预测
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python deploy/python/infer.py --model_dir=output_inference/${job_name} --image_file=demo/000000014439_640x640.jpg --device=GPU

# 6.部署测速，加 “--run_mode=trt_fp16” 表示在TensorRT FP16模式下测速，注意如需用到 trt_fp16 则必须为加 trt=True 导出的模型
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python deploy/python/infer.py --model_dir=output_inference/${job_name} --image_file=demo/000000014439_640x640.jpg --device=GPU --run_benchmark=True # --run_mode=trt_fp16

# 7.onnx导出，一般结合 exclude_post_process去除后处理导出的模型
paddle2onnx --model_dir output_inference/${job_name} --model_filename model.pdmodel --params_filename model.pdiparams --opset_version 12 --save_file ${job_name}.onnx

# 8.onnx trt测速
/usr/local/TensorRT-8.0.3.4/bin/trtexec --onnx=${job_name}.onnx --workspace=4096 --avgRuns=10 --shapes=input:1x3x640x640 --fp16
/usr/local/TensorRT-8.0.3.4/bin/trtexec --onnx=${job_name}.onnx --workspace=4096 --avgRuns=10 --shapes=input:1x3x640x640 --fp32

如果想切换模型，只要修改开头两行即可，如:
```
model_name=yolov7
job_name=yolov7_tiny_300e_coco
```
导出onnx，首先安装Paddle2ONNX，pip install paddle2onnx；
统计FLOPs(G)和Params(M)，首先安装PaddleSlim，pip install paddleslim，然后设置runtime.yml里print_flops: True和print_params: True，并且注意确保是单尺度下如640x640，打印的是MACs，FLOPs=2*MACs。

[训练自定义数据集](PaddlePaddle#43)

请参照文档和issue；
PaddleDetection团队提供了基于PP-YOLOE的各种垂类检测模型的配置文件和权重，用户也可以作为参考去使用自定义数据集。请参考 PP-YOLOE application、pphuman、ppvehicle、visdrone 和 smalldet。
PaddleDetection团队也提供了VOC数据集的各种YOLO模型的配置文件和权重，用户也可以作为参考去使用自定义数据集。请参考 voc。
训练自定义数据集之前请先确保加载了对应COCO权重作为预训练，将配置文件中的pretrain_weights: 设置为对应COCO模型训好的权重，一般会提示head分类层卷积的通道数没对应上，属于正常现象，是由于自定义数据集一般和COCO数据集种类数不一致；
YOLO检测模型建议总batch_size至少大于64去训练，如果资源不够请换小模型或减小模型的输入尺度，为了保障较高检测精度，尽量不要尝试单卡训和总batch_size小于64训；

更新日志

【2023/05/21】支持RT-DETR、YOLOv8、YOLOv5u和YOLOv7u训练全流程，支持YOLOv6Lite预测和部署；
【2023/03/13】支持YOLOv5u和YOLOv7u预测和部署；
【2023/01/10】支持YOLOv8预测和部署；
【2022/09/29】支持RTMDet预测和部署；
【2022/09/26】发布PaddleYOLO模型套件，请参照ModelZoo；
【2022/09/19】支持YOLOv6新版，包括n/t/s/m/l模型；
【2022/08/23】发布YOLOSeries代码库: 支持YOLOv3,PP-YOLOE,PP-YOLOE+,YOLOX,YOLOv5,YOLOv6,YOLOv7等YOLO模型，支持ConvNeXt骨干网络高精度版PP-YOLOE,YOLOX和YOLOv5等模型，支持PaddleSlim无损加速量化训练PP-YOLOE,YOLOv5,YOLOv6和YOLOv7等模型，详情可阅读此文章；

产品动态

🔥 2023.3.14：PaddleYOLO发布release/2.6版本
- 💡 模型套件：
  - 支持YOLOv8,YOLOv5u,YOLOv7u等YOLO模型预测和部署；
  - 支持Swin-Transformer、ViT、FocalNet骨干网络高精度版PP-YOLOE+等模型；
  - 支持YOLOv8在FastDeploy中多硬件快速部署；
🔥 2022.9.26：PaddleYOLO发布release/2.5版本
- 💡 模型套件：
  - 发布PaddleYOLO模型套件: 支持YOLOv3,PP-YOLOE,PP-YOLOE+,YOLOX,YOLOv5,YOLOv6,YOLOv7等YOLO模型，支持ConvNeXt骨干网络高精度版PP-YOLOE,YOLOX和YOLOv5等模型，支持PaddleSlim无损加速量化训练PP-YOLOE,YOLOv5,YOLOv6和YOLOv7等模型；
🔥 2022.8.26：PaddleDetection发布release/2.5版本
- 🗳 特色模型：
  - 发布PP-YOLOE+，最高精度提升2.4% mAP，达到54.9% mAP，模型训练收敛速度提升3.75倍，端到端预测速度最高提升2.3倍；多个下游任务泛化性提升
  - 发布PicoDet-NPU模型，支持模型全量化部署；新增PicoDet版面分析模型
  - 发布PP-TinyPose升级版增强版，在健身、舞蹈等场景精度提升9.1% AP，支持侧身、卧躺、跳跃、高抬腿等非常规动作
- 🔮 场景能力：
  - 发布行人分析工具PP-Human v2，新增打架、打电话、抽烟、闯入四大行为识别，底层算法性能升级，覆盖行人检测、跟踪、属性三类核心算法能力，提供保姆级全流程开发及模型优化策略，支持在线视频流输入
  - 首次发布PP-Vehicle，提供车牌识别、车辆属性分析（颜色、车型）、车流量统计以及违章检测四大功能，兼容图片、在线视频流、视频输入，提供完善的二次开发文档教程
- 💡 前沿算法：
  - 全面覆盖的YOLO家族经典与最新模型: 包括YOLOv3，百度飞桨自研的实时高精度目标检测检测模型PP-YOLOE，以及前沿检测算法YOLOv4、YOLOv5、YOLOX，YOLOv6及YOLOv7
  - 新增基于ViT骨干网络高精度检测模型，COCO数据集精度达到55.7% mAP；新增OC-SORT多目标跟踪模型；新增ConvNeXt骨干网络
- 📋 产业范例：新增智能健身、打架识别、来客分析、车辆结构化范例
2022.3.24：PaddleDetection发布release/2.4版本
- 发布高精度云边一体SOTA目标检测模型PP-YOLOE，提供s/m/l/x版本，l版本COCO test2017数据集精度51.6%，V100预测速度78.1 FPS，支持混合精度训练，训练较PP-YOLOv2加速33%，全系列多尺度模型，满足不同硬件算力需求，可适配服务器、边缘端GPU及其他服务器端AI加速卡。
- 发布边缘端和CPU端超轻量SOTA目标检测模型PP-PicoDet增强版，精度提升2%左右，CPU预测速度提升63%，新增参数量0.7M的PicoDet-XS模型，提供模型稀疏化和量化功能，便于模型加速，各类硬件无需单独开发后处理模块，降低部署门槛。
- 发布实时行人分析工具PP-Human，支持行人跟踪、人流量统计、人体属性识别与摔倒检测四大能力，基于真实场景数据特殊优化，精准识别各类摔倒姿势，适应不同环境背景、光线及摄像角度。
- 新增YOLOX目标检测模型，支持nano/tiny/s/m/l/x版本，x版本COCO val2017数据集精度51.8%。
更多版本发布

简介

PaddleDetection为基于飞桨PaddlePaddle的端到端目标检测套件，内置30+模型算法及250+预训练模型，覆盖目标检测、实例分割、跟踪、关键点检测等方向，其中包括服务器端和移动端高精度、轻量级产业级SOTA模型、冠军方案和学术前沿算法，并提供配置化的网络模块组件、十余种数据增强策略和损失函数等高阶优化支持和多种部署方案，在打通数据处理、模型开发、训练、压缩、部署全流程的基础上，提供丰富的案例及教程，加速算法产业落地应用。

特性

模型丰富: 包含目标检测、实例分割、人脸检测、关键点检测、多目标跟踪等250+个预训练模型，涵盖多种全球竞赛冠军方案。
使用简洁：模块化设计，解耦各个网络组件，开发者轻松搭建、试用各种检测模型及优化策略，快速得到高性能、定制化的算法。
端到端打通: 从数据增强、组网、训练、压缩、部署端到端打通，并完备支持云端/边缘端多架构、多设备部署。
高性能: 基于飞桨的高性能内核，模型训练速度及显存占用优势明显。支持FP16训练, 支持多机训练。

技术交流

如果你发现任何PaddleDetection存在的问题或者是建议, 欢迎通过GitHub Issues给我们提issues。
欢迎加入PaddleDetection 微信用户群（扫码填写问卷即可入群）
- 入群福利 💎：获取PaddleDetection团队整理的重磅学习大礼包🎁
  - 📊 福利一：获取飞桨联合业界企业整理的开源数据集
  - 👨‍🏫 福利二：获取PaddleDetection历次发版直播视频与最新直播咨询
  - 🗳 福利三：获取垂类场景预训练模型集合，包括工业、安防、交通等5+行业场景
  - 🗂 福利四：获取10+全流程产业实操范例，覆盖火灾烟雾检测、人流量计数等产业高频场景

套件结构概览

Architectures	Backbones	Components	Data Augmentation
Object Detection YOLOv3 YOLOv5 YOLOv6 YOLOv7 YOLOv8 PP-YOLOv1/v2 PP-YOLO-Tiny PP-YOLOE PP-YOLOE+ YOLOX RTMDet	Details ResNet(&vd) CSPResNet DarkNet CSPDarkNet ConvNeXt EfficientRep CSPBepBackbone ELANNet CSPNeXt	Common Sync-BN Group Norm DCNv2 EMA FPN YOLOv3FPN PPYOLOFPN PPYOLOTinyFPN PPYOLOPAN YOLOCSPPAN Custom-PAN RepPAN CSPRepPAN ELANFPN ELANFPNP6 CSPNeXtPAFPN Loss Smooth-L1 GIoU/DIoU/CIoU IoUAware Focal Loss VariFocal Loss Post-processing SoftNMS MatrixNMS Speed FP16 training Multi-machine training	Details Resize Lighting Flipping Expand Crop Color Distort Random Erasing Mixup AugmentHSV Mosaic Cutmix Grid Mask Auto Augment Random Perspective

模型性能概览

云端模型性能对比

各模型结构和骨干网络的代表模型在COCO数据集上精度mAP和单卡Tesla V100上预测速度(FPS)对比图。

说明：

PP-YOLOE是对PP-YOLO v2模型的进一步优化，在COCO数据集精度51.6%，Tesla V100预测速度78.1FPS
PP-YOLOE+是对PPOLOE模型的进一步优化，在COCO数据集精度53.3%，Tesla V100预测速度78.1FPS
图中模型均可在模型库中获取

移动端模型性能对比

各移动端模型在COCO数据集上精度mAP和高通骁龙865处理器上预测速度(FPS)对比图。

说明：

测试数据均使用高通骁龙865(4*A77 + 4*A55)处理器batch size为1, 开启4线程测试，测试使用NCNN预测库，测试脚本见MobileDetBenchmark
PP-PicoDet及PP-YOLO-Tiny为PaddleDetection自研模型，其余模型PaddleDetection暂未提供

模型库

1. 通用检测

PP-YOLOE+系列推荐场景：Nvidia V100, T4等云端GPU和Jetson系列等边缘端设备

模型名称	COCO精度（mAP）	V100 TensorRT FP16速度(FPS)	配置文件	模型下载
PP-YOLOE+_s	43.9	333.3	链接	下载地址
PP-YOLOE+_m	50.0	208.3	链接	下载地址
PP-YOLOE+_l	53.3	149.2	链接	下载地址
PP-YOLOE+_x	54.9	95.2	链接	下载地址

前沿检测算法

模型名称	COCO精度（mAP）	V100 TensorRT FP16速度(FPS)	配置文件	模型下载
YOLOX-l	50.1	107.5	链接	下载地址
YOLOv5-l	48.6	136.0	链接	下载地址
YOLOv7-l	51.0	135.0	链接	下载地址

文档教程

入门教程

进阶教程

参数配置
- PP-YOLO参数说明
模型压缩(基于PaddleSlim)
- 剪裁/量化/蒸馏教程
推理部署
进阶开发
- 数据处理模块
- 新增检测模型
- 二次开发教程
  - 目标检测

版本更新

版本更新内容请参考版本更新文档

许可证书

本项目的发布受GPL-3.0 license许可认证。

引用

@misc{ppdet2019,
title={PaddleDetection, Object detection and instance segmentation toolkit based on PaddlePaddle.},
author={PaddlePaddle Authors},
howpublished = {\url{https://github.com/PaddlePaddle/PaddleDetection}},
year={2019}
}

lyuwenyu/PaddleYOLO

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