YOLOv5 对决 Faster RCNN，谁赢谁输？

YOLOv5 在深度学习社区炒得沸沸扬扬。最近有篇博文是如此介绍 YOLOv5 的：它是最先进的目标检测项目，FPS 高达 140。这一言论，立即在 Hacker News、Reddit 甚至 GitHub 上引起了轩然大波，但这场广泛的讨论并非因为它的推理速度。在这场讨论中，有两个突出问题：1、该模型是否应称为 YOLO；2、速度基准测试结果的准确性和可重复性如何。如果你对该篇博文发布主体 Roboflow的回应感兴趣，可以在这里查看详情。

撇开所有争议不谈，YOLOv5 看起来是一个“很有前途”的模型。因此，我将它与 Faster RCNN 进行了比较，Faster RCNN 是最好的 two stage 检测器之一。为了进行比较，我选取了三段背景不同的视频，并将这两个模型并排运行。我的评估包括对结果质量和推理速度的观察结果。那么，让我们言归正传。

YOLOv5 模型

YOLOv5 的实现是在 PyTorch 中完成的，与之前基于 DarkNet 框架的开发形成了鲜明的对比。这使得该模型的理解、训练和部署变得更加容易（目前暂时没有使用 YOLO-v5 的论文发表）。以我的理解来看，在架构上，它和 YOLO-v4 很相似。一个不同之处可能是使用了 Cross Stage Partial Network（CSP）来降低计算成本。目前尚不清楚 YOLOv5 的运行速度是否比 YOLO-v4 更快，但我更喜欢 PyTorch 的实现，而且让惊讶的是，使用这个模型进行训练是如此的容易。就我个人经验而言，通过它进行推理的体验也是如此。

这次发布的 YOLOv5 包括五种不同尺寸的模型：YOLOv5s（最小）、YOLOv5m、YOLOv5l、YOLOv5x（最大）。这些模型的推理速度和平均精度均值（mean average precision，mAP）如下图所示：

使用 YOLO-v5 进行推理

第一步就是克隆 YOLO-v5 的 repo，并安装所有的依赖要求。我使用的是 PyTorch 1.5，代码可以正常工作，没有任何问题。

你可以按照以下方法下载不同预训练 COCO 模型的所有权重：

bash weights/download_weights.sh

要对视频进行推理，就必须将传递给视频的路径以及要使用的模型的权重。如果没有设置权重参数，那么在默认情况下，代码在 YOLO 小模型上运行。我使用的示例参数如下所示。

python detect.py --source video/MOT20-01-raw-cut1.mp4 --output video_out/ --weights weights/yolov5s.pt --conf-thres 0.4

输出视频将保存在输出文件夹中。

Faster RCNN 模型

对于 Faster RCNN 模型，我使用了 TensorFlow Object Detection 中的预训练模型。TensorFlow Object Detection 共享 COCO 预训练的 Faster RCNN，用于各种主干。对于这个博客，我使用了 Faster RCNN ResNet 50 主干。这个 repo 分享了一个很不错的教程，介绍如何使用他们的预训练模型进行推理。

YOLOv5 模型与 Faster RCNN 的比较

考虑到对自动驾驶行业的重要性，我选择的第一个场景是街道驾驶场景。这两个模型的结果分别如下：

YOLOv5 模型评估驾驶视频

Faster RCNN 评估驾驶视频

YOLO 模型似乎更善于检测较小的目标，在这种情况下是红绿灯，并且还能够在当汽车距离较远（即在透视上看起来较小）将其进行标记。

YOLOv5s 的运行速度（端到端包括读取视频、运行模型和将结果保存到文件）为 52.8 FPS。

而 Faser RCNN ResNet 50 的运行速度（端到端包括读取视频、运行模型和将结果保存到文件）为 21.7 FPS。

以上结果是在 NVIDIA 1080 Ti 上进行评估的。

到目前为止，YOLOv5 看上去比 Faster RCNN 更好一些。

YOLOv5 与 Faster RCNN 的比较（1）

下一段视频是 YouTube 的篮球比赛视频。两个模型的结果如下所示：

YOLOv5 评估篮球比赛视频

Faster RCNN ResNet 50 评估篮球比赛视频

Faster RCNN 模型在 60% 的阈值下运行，可以说它是用“Person”标签对人群进行标记，但我个人更喜欢 YOLO，因为它的结果干净整洁。不过，这两种模型在视频右下角的 abc（美国广播公司）徽标上都存在假正类误报。

我也很失望，虽然运动球也是 COCO 的类别之一，但这两个模型都没有检测到篮球。它们现在的统计情况如下：

YOLOv5 与 Faster RCNN 的比较（2）

在最后一段视频中，我从 MOT 数据集中选择了一个室内拥挤的场景。这是一段很有挑战性的视频，因为光线不足，距离遥远，人群密集。这两个模型的结果如下所示：

YOLOv5 模型在 MOT 数据集中的室内拥挤场景进行测试

Faster RCNN 模型在 MOT 数据集中的室内拥挤场景中测试

这一次的测试很有趣。我想说的是，当人们走进走廊的时候，这两种模型都很难检测到远处的人。这可能是由于光线较弱和目标较小所致。当人群靠近摄像机方向时，这两种模型都能对重叠的人进行标记。

YOLOv5 与 Faster RCNN 的比较（3）

结论

最后对比两种模型可以看出，YOLOv5 在运行速度上有明显优势。小型 YOLOv5 模型运行速度加快了约 2.5 倍，同时在检测较小的目标时具有更好的性能。结果也更干净，几乎没有重叠的边框。Ultralytics 在他们的 YOLOv5 上做得非常出色，并开源了一个易于训练和运行推理的模型。

该博文还显示了计算机视觉目标检测的一个新兴趋势，即朝既快又准确的模型发展。

原文链接：

https://towardsdatascience.com/yolov5-compared-to-faster-rcnn-who-wins-a771cd6c9fb4