目标检测、目标跟踪、重识别

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环境
前言
项目复现
特征提取
工程下载
参考资料

环境

ubuntu 18.04 64位
yolov5
deepsort
fastreid

前言

基于YOLOv5和DeepSort的目标跟踪介绍过针对行人的检测与跟踪。本文介绍另一个项目，结合 FastReid 来实现行人的检测、跟踪和重识别。作者给出的2个主要实例，也是非常的实用，包括行人流量的统计、人群中特定目标的查找与跟踪。

项目复现

首先，创建个全新的虚拟环境

conda create -n pytorch1.6 python=3.7
conda activate pytorch1.6

然后安装下其它的依赖包

# 如果没有gpu的话，就按照requirements.txt安装即可
pip install torch==1.6.0+cu101 torchvision==0.7.0+cu101 -f https://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html
# 编辑requirements.txt，注释掉torch和torchvision
pip install -r requirements.txt
# 使用cython加速
pip install cython
cd fast_reid/fastreid/evaluation/rank_cylib
make all
cd ../../../../

先来跑个行人计数的demo

python person_count.py

如果你在运行过程中出现下面的错误

2021-07-13 14:22:20 [INFO]: Loading weights from ./deep_sort/deep/checkpoint/ckpt.t7... Done!
Traceback (most recent call last):
  File "person_count.py", line 244, in <module>
    yolo_reid.deep_sort()
  File "person_count.py", line 121, in deep_sort
    bbox_xywh, cls_conf, cls_ids, xy = self.person_detect.detect(video_path, img, ori_img, vid_cap)
  File "/home/xugaoxiang/Works/Yolov5-Deepsort-Fastreid/person_detect_yolov5.py", line 95, in detect
    pred = self.model(img, augment=self.augment)[0]
  File "/home/xugaoxiang/anaconda3/envs/pytorch1.6/lib/python3.7/site-packages/torch/nn/modules/module.py", line 722, in _call_impl
    result = self.forward(*input, **kwargs)
  File "/home/xugaoxiang/Works/Yolov5-Deepsort-Fastreid/models/yolo.py", line 111, in forward
    return self.forward_once(x, profile)  # single-scale inference, train
  File "/home/xugaoxiang/Works/Yolov5-Deepsort-Fastreid/models/yolo.py", line 131, in forward_once
    x = m(x)  # run

这个就是模型的问题，建议使用源码中自带的 shell 脚本进行下载

sh weights/download_weights.sh

另外，依赖模块 apex，不可以通过 pip install apex 来安装，否则会报错

如果安装的 pyyaml 版本较高的话，会出现下面的错误

只需要将 utils/parses.py 中的

self.update(yaml.load(fo.read()))

改为

self.update(yaml.safe_load(fo.read()))

我们来看看这个行人流量统计的基本原理：

首先，作者将 yolov5 的目标检测封装成了一个类 Person_detect，通过它的 detect 方法可以检测到视频中的每一个行人目标

然后，在画面中设定一条基准线，给定线条两端的坐标即可

line = [(0, int(0.48 * ori_img.shape[0])), (int(ori_img.shape[1]), int(0.48 * ori_img.shape[0]))]
cv2.line(ori_img, line[0], line[1], (0, 255, 255), 4)

接着，创建跟踪器，开始对 yolov5 检测出的每一个目标进行跟踪。这里以目标预测框的中心点为基准，下图是它的计算方法

如果前后帧的中心点所连成的直线和预先设定的基准线相交，则判定为越线，但是这里还有个方向的问题，向上还是向下？来看另一张图

作者利用了三角形的正切与反正切原理，使用 math 模块中的 degrees 方法来判断，如果这个角度 >0，说明是向上走，反之则为向下走

def vector_angle(midpoint, previous_midpoint):
    x = midpoint[0] - previous_midpoint[0]
    y = midpoint[1] - previous_midpoint[1]
    return math.degrees(math.atan2(y, x))

看完行人计数的示例，我们再来看看特定目标的重识别示例

python person_search_reid.py

报错了

Fusing layers...
Traceback (most recent call last):
  File "person_search_reid.py", line 120, in <module>
    yolo_reid = yolo_reid(cfg, args, path=args.video_path)
  File "person_search_reid.py", line 35, in __init__
    self.deepsort = build_tracker(cfg, args.sort, use_cuda=use_cuda)
  File "/home/xugaoxiang/Works/Yolov5-Deepsort-Fastreid/deep_sort/__init__.py", line 18, in build_tracker
    max_age=cfg.DEEPSORT.MAX_AGE, n_init=cfg.DEEPSORT.N_INIT, nn_budget=cfg.DEEPSORT.NN_BUDGET, use_cuda=use_cuda)
  File "/home/xugaoxiang/Works/Yolov5-Deepsort-Fastreid/deep_sort/deep_reid.py", line 29, in __init__
    self.extractor = Reid_feature()
  File "./fast_reid/demo/demo.py", line 84, in __init__
    cfg = setup_cfg(args)
  File "./fast_reid/demo/demo.py", line 35, in setup_cfg
    cfg.merge_from_file(args.config_file)
  File "./fast_reid/fastreid/config/config.py", line 107, in merge_from_file
    cfg_filename, allow_unsafe=allow_unsafe
  File "./fast_reid/fastreid/config/config.py", line 50, in load_yaml_with_base
    with PathManager.open(filename, "r") as f:
  File "./fast_reid/fastreid/utils/file_io.py", line 357, in open
    path, mode, buffering=buffering, **kwargs
  File "./fast_reid/fastreid/utils/file_io.py", line 251, in _open

然后再次运行脚本 person_search_reid.py，可以得到

可以看到，由于事先已经提了2位行人( a1111111111 和 b222222222222 )的特征，所以，画面中能够识别出这2个人并进行跟踪。默认，特征文件保存在 fast_reid/query 下

如果你也想要制作一个特征文件，可以按照下面的步骤进行

特征提取

首先，需要截取目标人物的图片，存放在某个以特定目标命名的文件夹下，如我这里的 xugaoxiang.com，这样，后面进行识别的时候，就显示 xugaoxiang.com 这个名字了。把这个文件夹拷贝到 fast_reid/query 目录下，目录结构如下

(pytorch1.6) xugaoxiang@1070Ti:~/Works/Yolov5-Deepsort-Fastreid/fast_reid/query$ tree
.
├── names.npy
├── query_features.npy
└── xugaoxiang.com
    ├── 10.png
    ├── 11.png
    ├── 12.png
    ├── 13.png
    ├── 14.png
    ├── 15.png
    ├── 1.png
    ├── 2.png
    ├── 3.png
    ├── 4.png
    ├── 5.png
    ├── 6.png
    ├── 7.png
    ├── 8.png
    └── 9.png

接下来执行