mmdetection3D---(1)

mmdetection3d说明文档记录：

https://mmdetection3d.readthedocs.io/en/latest/getting_started.html

一、config文件

1、config文件结构

config文件可能会有继承base下的父类，所以可能只看configs下的文件是不太全，可以使用如下脚本打印完整的config文件.

python tools/misc/print_config.py /PATH/TO/CONFIG

在config目录下的网络的config文件会继承同文件夹下**_base_目录下的父类**，所有的config文件都在同一个目录下。官方建议是只使用一个基础父类，最大的继承层级不超过3层。config文件一般都有四个基本的模块组成：
dataset：数据集相关配置
model：模型结构配置
schedule：训练优化策略
default_runtime：训练迭代设置

2.config文件的命名

{
    model}_[model setting]_{
    backbone}_{
    neck}_[norm setting]_[misc]_[batch_per_gpu x gpu]_{
    schedule}_{
    dataset}
#############################################################################################################
[model setting]: specific setting for some model.

{
    backbone}: backbone type like regnet-400mf, regnet-1.6gf.

{
    neck}: neck type like fpn, secfpn.

[norm_setting]: bn (Batch Normalization) is used unless specified, other norm layer type could be gn (Group Normalization), sbn (Synchronized Batch Normalization). gn-head/gn-neck indicates GN is applied in head/neck only, while gn-all means GN is applied in the entire model, e.g. backbone, neck, head.

[misc]: miscellaneous setting/plugins of model, e.g. strong-aug means using stronger augmentation strategies for training.

[batch_per_gpu x gpu]: samples per GPU and GPUs, 4x8 is used by default.

{
    schedule}: training schedule, options are 1x, 2x, 20e, etc. 1x and 2x means 12 epochs and 24 epochs respectively. 20e is adopted in cascade models, which denotes 20 epochs. For 1x/2x, initial learning rate decays by a factor of 10 at the 8/16th and 11/22th epochs. For 20e, initial learning rate decays by a factor of 10 at the 16th and 19th epochs.

3.不同于mmdetection,train_cfg和test_cfg 在mmdetection3d中被放到了模型定义中。

# recommended
model = dict(
   type=...,
   ...
   train_cfg=dict(...),
   test_cfg=dict(...)
)

安装open3d
https://stackoverflow.com/questions/49911550/how-to-upgrade-disutils-package-pyyaml

4.针对_base_中的基础配置的修改替换

使用_delete_=True关键字

例如：_base_中定义网络的neck如下：

model = dict(
    type='MVXFasterRCNN',
    pts_voxel_layer=dict(...),
    pts_voxel_encoder=dict(...),
    pts_middle_encoder=dict(...),
    pts_backbone=dict(...),
    pts_neck=dict(
        type='FPN',
        norm_cfg=dict(type='naiveSyncBN2d', eps=1e-3, momentum=0.01),
        act_cfg=dict(type='ReLU'),
        in_channels=[64, 128, 256],
        out_channels=256,
        start_level=0,
        num_outs=3),
    pts_bbox_head=dict(...))

想替换成其他类型的neck,在子类config文件中继承_base_之后，做如下定义修改：

_base_ = '../_base_/models/hv_pointpillars_fpn_nus.py'
model = dict(
    pts_neck=dict(
        _delete_=True,
        type='SECONDFPN',
        norm_cfg=dict(type='naiveSyncBN2d', eps=1e-3, momentum=0.01),
        in_channels=[64, 128, 256],
        upsample_strides=[1, 2, 4],
        out_channels=[128, 128, 128]),
    pts_bbox_head=dict(...))

5.中间变量train_pipeline和test_pipeline

train_pioeline和test_pipeline是对数据进行处理的中间变量，在进行设置之后，需要将其传输到data中。

_base_ = './nus-3d.py'
train_pipeline = [
    dict(
        type='LoadPointsFromFile',
        load_dim=5,
        use_dim=5,
        file_client_args=file_client_args)
        ..........
]
test_pipeline = [
    dict(
        type='LoadPointsFromFile',
        load_dim=5,
        use_dim=5,
        file_client_args=file_client_args),
    ...................
]
data = dict(
    train=dict(pipeline=train_pipeline),
    val=dict(pipeline=test_pipeline),
    test=dict(pipeline=test_pipeline))

二、自定义相关

1.自定义数据集

2、自定义数据处理pipeline

数据处理中涉及dataset，dataloader,另外，为了存储不同大小的数据（例如图片，bbox），使用一个容器类datacontainer作为数据存储容器。
pipeline定义了数据处理的每一个步骤，每一个步骤都是以一个字典作为输入，然后输出一个字典供下一阶段使用。dataset和pipiline是分离的两部分，dataset主要是用来定义处理数据注释标签信息，pipeline定义将数据处理成字典形式的所有步骤。
下方是pipeline的处理模块流程，绿色代表add新内容，橙色代表更新的内容。
总体的数据处理流程分成四个阶段：
数据加载
预处理
数据格式化
数据增强
可以自定义pipeline的处理步骤，然后用在pipeline中。

3.自定义模型

1.model的模块在mmdetection3d中被分成6个类型：
encoder：

 e.g., HardVFE and PointPillarsScatter.
 主要是在voxel-based方法中用来对特征进行编码的，包括voxel layer,voxel encoder和middle encoder三个小部分。

backbone：

e.g., ResNet, SECOND.
通常就是用于提取特征的卷积网络

neck：

e.g., FPN, SECONDFPN
一个自底向上的线路，一个自顶向下的线路，横向连接.融合低层次高分辨率信息和高层次深语义信息。

FPN出自detection任务；U-Net出自segmentation任务。 FPN的“放大”部分是直接插值放大的，没有deconvolution的filters学习参数；U-Net“放大”部分就是Decoder，需要deconvolution的filters学习参数的。FPN及其大多数改进都是把原Feature Map和FPN的Feature Map做加法；U-Net及其大多数改进都是把原Feature Map和Decoder的Feature Map做Concatiantion，再做1x1卷积。FPN对每一个融合的层都做detection；U-Net 只在最后一层做segmentation的pixel预测。 作者：饭饭 链接：https://www.zhihu.com/question/351279839/answer/1002339902

head：

 e.g., bbox prediction and mask prediction.

roi extractor:

e.g., H3DRoIHead and PartAggregationROIHead.
提取roi区域的特征图

loss:

e.g., FocalLoss, L1Loss, and GHMLoss.

2.各个模块都可以自定义，定义的步骤主要包括三个步骤
以定义名为second的backbone为例：
（1）创建自定义backbone类文件
mmdet3d/models/backbones/second.py

import torch.nn as nn

from ..builder import BACKBONES


@BACKBONES.register_module()
class SECOND(nn.Module):

    def __init__(self, arg1, arg2):
        pass

    def forward(self, x):  # should return a tuple
        pass

    def init_weights(self, pretrained=None):
        pass

（2）在init文件中导入
mmdet3d/models/backbones/init.py

from .second import SECOND

（3）在config中使用

model = dict(
    ...
    backbone=dict(
        type='SECOND',
        arg1=xxx,
        arg2=xxx),
    ...

详细链接

4.自定义训练时间策略、优化策略

参考

这里有一个有意思的pytorch模块：
hooks-------钩子
当你训练一个网络，想要提取中间层的参数、或者特征图的时候，使用hook就能派上用场了。
详细介绍

三、工具相关

1.绘制图像曲线：
损失曲线、评价mAP曲线
2.计算时间
3.可视化工具
可视化结果，可视化数据集
字典dic()
4.模型复杂度统计

字典创建：冒号隔开key:value,逗号隔开几对元素

dict = {
    'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}

print ("dict['Name']: ", dict['Name'])
print ("dict['Age']: ", dict['Age'] )

#以上实例输出结果：

#dict['Name']: Zara
#dict['Age']: 7

报错输出：

dict = {
    'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
print ("dict['Alice']: ", dict['Alice'] )

# 以上实例输出结果：

#KeyError: 'Alice'

super().__init__()的作用也就显而易见了，就是执行父类的构造函数，使得我们能够调用父类的属性。

Try to use open3d==0.11