最近搞个小项目,目标是识别并追踪视频里的苍鹰,这玩意儿速度快,个头小,真不好搞!
第一步:数据收集
一开始就卡住,网上公开的苍鹰视频数据太少,而且质量参差不齐。没办法,只能自己动手丰衣足食。我跑到郊外的林子里,架个破三脚架,拿着个二手相机,对着天空一顿瞎拍。拍是拍不少,但大部分都是糊的,要么就是压根没拍到苍鹰,全是树枝子!
后来我学聪明,找个观鸟爱好者论坛,厚着脸皮求爷爷告奶奶,终于搞到一些他们拍的视频素材,质量还不错,总算解决数据来源问题。
第二步:模型选择与训练
有数据,接下来就是选择模型。一开始我想用YOLOv5,毕竟是目标检测界的网红。但试一下,发现效果不太行,可能是苍鹰太小,YOLOv5不太敏感。后来我换个思路,用CenterNet,这个模型对小目标检测效果更好一些。
- 数据标注:先把视频抽帧,然后用LabelImg手动标注,那叫一个眼花缭乱。几千张图片,一张一张框,框到怀疑人生。
- 模型训练:把标注好的数据喂给CenterNet,跑几十个epoch,loss总算降下来。
- 模型调优:调参是个体力活,学习率、batch size、anchor size,一个个试,试到头秃。
第三步:追踪算法
光检测到苍鹰还不行,还得追踪它。我选择DeepSORT算法,这玩意儿用起来还算简单,原理也比较好理解。简单来说,就是把每一帧检测到的目标,根据特征向量进行匹配,然后给每个目标分配一个唯一的ID,这样就能追踪它的运动轨迹。
第四步:代码实现与调试
代码这块儿没啥好说的,就是不停地写bug,不停地改bug。各种库的版本冲突,各种参数设置错误,各种内存泄漏,简直是家常便饭。最惨的一次是,写一晚上代码,结果发现数据格式搞错,直接心态崩。
第五步:效果展示与优化
经过一番折腾,总算把整个流程跑通。效果嘛勉强能看,至少能把大部分苍鹰都检测出来,并且追踪上。但是,还是有很多问题:
- 速度慢:在CPU上跑,速度惨不忍睹,只能勉强达到10帧/秒。
- 误检多:经常把鸟类、无人机啥的也识别成苍鹰。
- 追踪不稳定:苍鹰飞得太快,遮挡物太多,经常出现追踪丢失的情况。
我打算从以下几个方面进行优化:
- 模型压缩:尝试用模型剪枝、量化等技术,减少模型的大小,提高推理速度。
- 数据增强:增加更多的数据,特别是不同光照条件、不同角度的苍鹰图片,提高模型的鲁棒性。
- 改进追踪算法:尝试用更先进的追踪算法,例如Transformer-based的追踪器,提高追踪的准确性和稳定性。
总结
这回实践,虽然磕磕绊绊,但也学到不少东西。深度学习这玩意儿,真是水太深,需要不断地学习和实践才能有所提高。以后我会继续努力,把这个“杀手苍鹰”项目做得更