Pytorch复现Faster-RCNN

5月的最后一天，需要写点什么。

通过前几篇博客对Faster-RCNN算是有了一个比较全面的认识，接下来的半个月断断续续写了一些代码，基本上复现了论文。利用torchvision的VGG16预训练权重，在VOC02007trainval训练13个epoch，最后VOC2007test的map在0.69左右。当然利用caffe预训练的权重结果略好一些。

关于复现过程：起初只是对目标检测方向突然有了兴趣，想玩一玩，但是只跑跑代码看看结果带给人的新奇感仅仅持续了几分钟，所以找了份代码深究了一下，最后结合chainer的实现方案自己成功复现。

关于代码部分：需要加速的部分主要有RoI-Pooling和NMS。也简单看了看Cython，实现了C扩展。可是为了进一步加速需要cuda，这方面没有深究，所以代码可以利用自己实现的C扩展版本，也可以利用别人写好的cuda加速的版本，在调试代码的过程中，为了方便，直接利用法二。剩余其他部分都是自己完成。

关于心态方面：心血来潮想要实现Faster，可是直到实现的时候才发现有些细节根本难以顾及，断断续续写了一些子函数模块后，感觉想要放弃..可想了想以后万一需要再次接触Faster岂不又得重头看起，所以又是断断续续硬着头皮撸。代码大约不到一周写完了，痛苦的事情才刚刚开始，那就是调试。先是一些低级错误，比如类型匹配问题、路径问题等等。然后是逻辑错误，这是最难调试的，初步调试方法是眼瞅，强行瞅出一些基本的逻辑问题，然后是ipdb一行一行的过...前几天每次都能找出一些错误更正后将代码跑通然后回去睡觉，第二天满怀希望来了却发现损失不降，要不就是map太低...每晚都是带着希望回去，第二天发现还是不行...  列几个那几天陆续找出来的隐藏错误：

• PIL读进来的图像，size函数的顺序是（w，h）。而代码默认需要的顺序是（c, h, w）。
• IOU计算错误。这个是自己的算法错误...
• 损失函数计算错误，（n,c,h,w）应该先转换成（n,h,w,c）再reshape为（n，h×w，c）。
• chainer中的roi_pooling函数需要的roi坐标为（xmin, ymin,xmax,ymax）,而代码里默认的顺序为（ymin, xmin, ymax, xmax）...
• RPN网络的两个卷积函数没加激活函数...

最初的目标是5月底之前实现Faster，当解决了所有bug之后，map终于正常了，也实现了既定的目标。故作文以记之...突然发现带给我的新奇感又没有了...

来张自己跑出来的测试图吧，纪念平平淡淡的五月，马上就迎来儿童节了...

然后明天就是总决赛了，詹姆斯撑住，撑住...骑士靠你了...头像是科比只是为了好玩...

    

知乎的两张图..

另外偶然发现了一个很棒的repo，实现了vgg和resnet两种结构，还有几种不同的roi pooling，以及多batch、多GPU，值得多多研究。

注：resnet直接用效果不升反降（当输入的图像尺寸比较小的时候，直接把vgg换成resnet效果反而会下降，但是如果提高输入图像的尺度的话，把vgg替换成resnet-101效果会更好，对于resnet这样非常深的网络，需要更大的尺度输入来让深层的feature map仍然保持空间信息），所以实现细节值得从代码里好好研究下，另外kaiming有一篇论文（Object Detection Networks on Convolutional Feature Maps）试验了rcnn系列目标检测中深层分类与深层特征的设计，以及对Network on Conv feature map (NoC)设计的方法。涉及对不同网络的设计方法，非常值得参考。