# 使用好莱坞头部数据集进行头部检测

来自 [AI 初学者课程](https://github.com/microsoft/ai-for-beginners) 的实验任务。

## 任务

通过视频监控摄像头流统计人数是一项重要任务，它可以帮助我们估算商店的访客数量、餐厅的繁忙时段等。为了解决这个任务，我们需要能够从不同角度检测人类的头部。为了训练一个能够检测人类头部的目标检测模型，我们可以使用 [好莱坞头部数据集](https://www.di.ens.fr/willow/research/headdetection/)。

## 数据集

[好莱坞头部数据集](https://www.di.ens.fr/willow/research/headdetection/release/HollywoodHeads.zip) 包含了 369,846 个标注的人类头部，分布在 224,740 帧好莱坞电影画面中。数据集采用 [https://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC/](../../../../../../lessons/4-ComputerVision/11-ObjectDetection/lab/PASCAL VOC) 格式提供，每张图片都有一个对应的 XML 描述文件，格式如下：

```xml
<annotation>
	<folder>HollywoodHeads</folder>
	<filename>mov_021_149390.jpeg</filename>
	<source>
		<database>HollywoodHeads 2015 Database</database>
		<annotation>HollywoodHeads 2015</annotation>
		<image>WILLOW</image>
	</source>
	<size>
		<width>608</width>
		<height>320</height>
		<depth>3</depth>
	</size>
	<segmented>0</segmented>
	<object>
		<name>head</name>
		<bndbox>
			<xmin>201</xmin>
			<ymin>1</ymin>
			<xmax>480</xmax>
			<ymax>263</ymax>
		</bndbox>
		<difficult>0</difficult>
	</object>
	<object>
		<name>head</name>
		<bndbox>
			<xmin>3</xmin>
			<ymin>4</ymin>
			<xmax>241</xmax>
			<ymax>285</ymax>
		</bndbox>
		<difficult>0</difficult>
	</object>
</annotation>
```

在这个数据集中，只有一个类别的对象 `head`，对于每个头部，都会提供其边界框的坐标。你可以使用 Python 库解析 XML，或者使用 [这个库](https://pypi.org/project/pascal-voc/) 直接处理 PASCAL VOC 格式。

## 训练目标检测模型

你可以通过以下方式之一来训练目标检测模型：

* 使用 [Azure Custom Vision](https://docs.microsoft.com/azure/cognitive-services/custom-vision-service/quickstarts/object-detection?tabs=visual-studio&WT.mc_id=academic-77998-cacaste) 及其 Python API，在云端以编程方式训练模型。Custom Vision 只能使用几百张图片进行模型训练，因此可能需要限制数据集的规模。
* 使用 [Keras 教程](https://keras.io/examples/vision/retinanet/) 中的示例来训练 RetunaNet 模型。
* 使用 [torchvision.models.detection.RetinaNet](https://pytorch.org/vision/stable/_modules/torchvision/models/detection/retinanet.html) 中的内置模块进行训练。

## 收获

目标检测是工业中经常需要完成的任务。虽然有一些服务可以用来执行目标检测（例如 [Azure Custom Vision](https://docs.microsoft.com/azure/cognitive-services/custom-vision-service/quickstarts/object-detection?tabs=visual-studio&WT.mc_id=academic-77998-cacaste)），但理解目标检测的工作原理并能够训练自己的模型是非常重要的。

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