2022.07.25 C++下使用opencv部署yolov7模型（五）-编程知识

0.写在最前

此篇文字针对yolov7-1.0版本。

最近粗略的看了一遍yolov7的论文，关于yolov7和其他yolo系列的对比，咱就不多说了，大佬们的文章很多很详细。关于opencv部署方面，其实yolov7和yolov5的初期版本（5.0以前的版本）很像，分为三个输出口，yolov5-6.0之后的版本合并了三个输出口变成一个output输出【需要注意的是，虽然yolov可以在export的时候加上--grid参数将detect层加入之后变成和yolov5最新版本的输出一致（可以不用改yolov5代码直接跑yolov7的那种一致,当然，anchors数据还是得改的），但是我试过了，opencv包括onnxruntime推理加grid参数的onnx模型都有问题，暂时我也在探索一种适用于所有yolov7版本的修改方案，但是改了几种都是适用某几个模型，其他模型挂掉的情况】。使用Netron打开两个模型对比下很明显，数据格式也和yolo的一致。所以基本上可以和yolov5的代码通用。只不过具体使用的时候还是有一点区别的。另外，yolov7目前可以直接通过其自身带的export.py导出onnx模型，并不需要像yolov5早期的代码修改。

一.yolov5代码修改适用yolov7

1.归一化框的读取类似yolov5的早期版本

上面说过，yolov7和yolov5的不同，实际上应该是一致的才对（实际上，如果yolov7导出的时候加上--grid参数，结果就和yolov5目前的版本一毛一样，但是加上之后opencv推理onnx的时候会报错，目前yolov7暂时未修复该bug，所以下面的yolov7代码导出的时候不要加--grid参数）。我没仔细debug，所以我们需要根据下面的红色框中的内容对网络的归一化anchors框进行变换变成正常的像素位置。也就是像yolov5之前古老的版本没优化之前一样（这就是我上面说的和yolov5-5.0以前的版本类似的原因）。可以看第三篇的代码中的读取归一化框的方式获取原始图像位置。2021.09.02更新说明 c++下使用opencv部署yolov5模型（三）_爱晚乏客游的博客-CSDN博客_c++ yolov5

2.anchors数据不同

对比下两者的anchors数据，可以看到两个的anchors不一致了，修改这部分内容即可。

所以综上所诉，对于yolov5-6.0的代码，修改一些地方即可马上应用到yolov7上面，可以说很方便了。

具体修改有两处，一处是anchors，另外一处是推理程序，修改之后的链接我放最下面了，其实就是在第四篇的基础上面修改下：GitHub - UNeedCryDear/yolov5-opencv-dnn-cpp: 使用opencv模块部署yolov5-6.0版本

//yolo.h中改下anchors
const float netAnchors[3][6] = { {12, 16, 19, 36, 40, 28},{36, 75, 76, 55, 72, 146},{142, 110, 192, 243, 459, 401} }; //yolov7-P5 anchors//yolo.cpp中推理代码修改
bool Yolo::Detect(Mat& SrcImg, Net& net, vector<Output>& output) {Mat blob;int col = SrcImg.cols;int row = SrcImg.rows;int maxLen = MAX(col, row);Mat netInputImg = SrcImg.clone();if (maxLen > 1.2 * col || maxLen > 1.2 * row) {Mat resizeImg = Mat::zeros(maxLen, maxLen, CV_8UC3);SrcImg.copyTo(resizeImg(Rect(0, 0, col, row)));netInputImg = resizeImg;}vector<Ptr<Layer> > layer;vector<string> layer_names;layer_names= net.getLayerNames();blobFromImage(netInputImg, blob, 1 / 255.0, cv::Size(netWidth, netHeight), cv::Scalar(0, 0, 0), true, false);//如果在其他设置没有问题的情况下但是结果偏差很大，可以尝试下用下面两句语句//blobFromImage(netInputImg, blob, 1 / 255.0, cv::Size(netWidth, netHeight), cv::Scalar(104, 117, 123), true, false);//blobFromImage(netInputImg, blob, 1 / 255.0, cv::Size(netWidth, netHeight), cv::Scalar(114, 114,114), true, false);net.setInput(blob);std::vector<cv::Mat> netOutputImg;net.forward(netOutputImg, net.getUnconnectedOutLayersNames());std::vector<int> classIds;//结果id数组std::vector<float> confidences;//结果每个id对应置信度数组std::vector<cv::Rect> boxes;//每个id矩形框float ratio_h = (float)netInputImg.rows / netHeight;float ratio_w = (float)netInputImg.cols / netWidth;int net_width = className.size() + 5;  //输出的网络宽度是类别数+5for (int stride = 0; stride < strideSize; stride++) {    //stridefloat* pdata = (float*)netOutputImg[stride].data;int grid_x = (int)(netWidth / netStride[stride]);int grid_y = (int)(netHeight / netStride[stride]);for (int anchor = 0; anchor < 3; anchor++) {	//anchorsconst float anchor_w = netAnchors[stride][anchor * 2];const float anchor_h = netAnchors[stride][anchor * 2 + 1];for (int i = 0; i < grid_y; i++) {for (int j = 0; j < grid_x; j++) {float box_score = sigmoid_x(pdata[4]); ;//获取每一行的box框中含有某个物体的概率if (box_score >= boxThreshold) {cv::Mat scores(1, className.size(), CV_32FC1, pdata + 5);Point classIdPoint;double max_class_socre;minMaxLoc(scores, 0, &max_class_socre, 0, &classIdPoint);max_class_socre = sigmoid_x(max_class_socre);if (max_class_socre >= classThreshold) {float x = (sigmoid_x(pdata[0]) * 2.f - 0.5f + j) * netStride[stride];  //xfloat y = (sigmoid_x(pdata[1]) * 2.f - 0.5f + i) * netStride[stride];   //yfloat w = powf(sigmoid_x(pdata[2]) * 2.f, 2.f) * anchor_w;   //wfloat h = powf(sigmoid_x(pdata[3]) * 2.f, 2.f) * anchor_h;  //hint left = (int)(x - 0.5 * w) * ratio_w + 0.5;int top = (int)(y - 0.5 * h) * ratio_h + 0.5;classIds.push_back(classIdPoint.x);confidences.push_back(max_class_socre * box_score);boxes.push_back(Rect(left, top, int(w * ratio_w), int(h * ratio_h)));}}pdata += net_width;//下一行}}}}//执行非最大抑制以消除具有较低置信度的冗余重叠框（NMS）vector<int> nms_result;NMSBoxes(boxes, confidences, nmsScoreThreshold, nmsThreshold, nms_result);for (int i = 0; i < nms_result.size(); i++) {int idx = nms_result[i];Output result;result.id = classIds[idx];result.confidence = confidences[idx];result.box = boxes[idx];output.push_back(result);}if (output.size())return true;elsereturn false;
}

二、yolov7一些模型转换的问题

评论区有些小伙伴反馈yolov7-d6模型在opencv4.5.1下面会报错，报错信息类似之前读取早期的yolov5的报错一致。

OpenCV(4.5.0) Error: Unspecified error (> Node [Slice]:(341) parse error: OpenCV(4.5.0) D:\opencv\ocv4.5.0\sources\modules\dnn\src\onnx\onnx_importer.cpp:697: error: (-2:Unspecified error) in function 'void __cdecl cv::dnn::dnn4_v20200908::ONNXImporter::handleNode(const class opencv_onnx::NodeProto &)' Slice layer only supports steps = 1 (expected: 'countNonZero(step_blob != 1) == 0'), where 'countNonZero(step_blob != 1)' is 1 must be equal to '0' is 0 in cv::dnn::dnn4_v20200908::ONNXImporter::handleNode, file D:\opencv\ocv4.5.0\sources\modules\dnn\src\onnx\onnx_importer.cpp, line 1797

经过对比yolov7和yolov7-d6的yaml文件，发现是由于yolov7-d6中使用了ReOrg模块引起的报错，也就是步长为2的切片，像我这个系列中第一篇的问题一样。

这个模块有点类似早期的yolov5的Facos模块，需要将ReOrg模块修改成下面的代码。在models/common.py里面搜索下ReOrg，改成一下代码之后重新导出onnx模型即可正确读取。

class ReOrg(nn.Module):def __init__(self):super(ReOrg, self).__init__()def forward(self, x):  # x(b,c,w,h) -> y(b,4c,w/2,h/2)#origin code# return torch.cat([x[..., ::2, ::2], x[..., 1::2, ::2], x[..., ::2, 1::2], x[..., 1::2, 1::2]], 1)self.concat=Contract(gain=2)return self.concat(x)

最后贴个yolov7和yolov5的对比图，可以看到yolov7提升还是蛮明显的，结果的置信度高了一些，后面的自行车也检测出来了，就是领带这里误检了。