〖open-mmlab: MMDetection〗解析文件：mmdet/models/detectors/two_stage.py

MMDetection中的两阶段检测器：深入解析two_stage.py源码

在目标检测领域，两阶段检测器因其在准确性和速度之间取得的平衡而成为基石方法之一。MMDetection是一个基于PyTorch的开源目标检测工具箱，它为实现此类检测器提供了强大的框架。在这篇博客文章中，我们将深入解析two_stage.py源码，这是MMDetection两阶段检测架构中的核心部分。

两阶段检测器概述

两阶段检测器的操作分为两个主要阶段：

1. 区域提议网络（Region Proposal Network, RPN）：第一阶段识别潜在的目标位置，即区域提议。
2. 感兴趣区域（Region of Interest, RoI）头：第二阶段对这些提议进行细化，以得到精确的目标检测结果。

two_stage.py的关键组件

TwoStageDetector类是MMDetection中两阶段检测器的基础构建模块。让我们分解其核心组件：

类定义和初始化

@MODELS.register_module()
class TwoStageDetector(BaseDetector):"""两阶段检测器的基类。"""

• 类通过@MODELS.register_module()装饰器注册在MMDetection的模型注册表中，使其易于配置和实例化。

构造函数

def __init__(self, backbone, neck=None, rpn_head=None, roi_head=None, train_cfg=None, test_cfg=None, data_preprocessor=None, init_cfg=None):super().__init__(data_preprocessor=data_preprocessor, init_cfg=init_cfg)self.backbone = MODELS.build(backbone)...

• 构造函数使用各种组件（如骨干网络、颈部网络、RPN头和RoI头）初始化检测器。它还处理训练和测试的配置。

Neck头配置

if neck is not None:self.neck = MODELS.build(neck)

RPN头配置

if rpn_head is not None:rpn_train_cfg = train_cfg.rpn if train_cfg is not None else Nonerpn_head_ = rpn_head.copy()rpn_head_.update(train_cfg=rpn_train_cfg, test_cfg=test_cfg.rpn)rpn_head_num_classes = rpn_head_.get('num_classes', None)if rpn_head_num_classes is None:rpn_head_.update(num_classes=1)else:if rpn_head_num_classes != 1:warnings.warn('The `num_classes` should be 1 in RPN, but get 'f'{rpn_head_num_classes}, please set ''rpn_head.num_classes = 1 in your config file.')rpn_head_.update(num_classes=1)self.rpn_head = MODELS.build(rpn_head_)

• RPN头使用训练和测试配置进行配置。确保num_classes设置为1对于RPN至关重要，因为它只预测目标存在，而不是类别标签。
  这段代码是两阶段检测器中初始化和配置区域提议网络（Region Proposal Network, RPN）的逻辑部分。让我们逐行分析：

1. 检查RPN头是否提供:

   if rpn_head is not None:
   

   这行代码检查是否提供了rpn_head配置。如果提供了，那么进入代码块进行进一步的配置。

2. 获取训练配置:

   rpn_train_cfg = train_cfg.rpn if train_cfg is not None else None
   

   这行代码尝试从train_cfg（训练配置）中获取RPN部分的配置。如果train_cfg存在，则rpn_train_cfg被设置为train_cfg中的rpn部分，否则设置为None。

3. 复制RPN头配置:

   rpn_head_ = rpn_head.copy()
   

   这行代码创建了rpn_head配置的一个副本，以避免直接修改原始配置。

4. 更新RPN头配置:

   rpn_head_.update(train_cfg=rpn_train_cfg, test_cfg=test_cfg.rpn)
   

   这行代码将训练和测试的配置更新到RPN头的配置中。这样做是为了确保RPN在训练和测试时使用正确的参数。

5. 获取RPN头的类别数:

   rpn_head_num_classes = rpn_head_.get('num_classes', None)
   

   这行代码尝试从RPN头配置中获取num_classes参数。如果不存在，则默认为None。

6. 设置RPN头的类别数:

   if rpn_head_num_classes is None:rpn_head_.update(num_classes=1)
   else:if rpn_head_num_classes != 1:warnings.warn('The `num_classes` should be 1 in RPN, but get 'f'{rpn_head_num_classes}, please set ''rpn_head.num_classes = 1 in your config file.')rpn_head_.update(num_classes=1)
   

   这部分代码首先检查num_classes是否为None。如果是，那么它将num_classes设置为1。如果不是None，但值不是1，那么它会发出一个警告，提示用户RPN中的num_classes应该是1，因为RPN只负责检测物体的存在与否，而不是分类物体。然后，它将num_classes强制设置为1。

7. 构建RPN头:

   self.rpn_head = MODELS.build(rpn_head_)
   

   这行代码使用更新后的RPN头配置来构建RPN模型。MODELS.build是一个工厂方法，根据提供的配置创建并返回RPN模型的实例。

总的来说，这段代码确保了RPN头被正确地配置和构建，特别是关于num_classes参数，它对于RPN的功能至关重要。

RoI头配置

if roi_head is not None:roi_head.update(train_cfg=rcnn_train_cfg)roi_head.update(test_cfg=test_cfg.rcnn)self.roi_head = MODELS.build(roi_head)

• 与RPN头类似，RoI头也配置了相应的训练和测试配置。
  这段代码是两阶段检测器中初始化和配置感兴趣区域（Region of Interest, RoI）头的逻辑部分。让我们逐行分析：

1. 检查RoI头是否提供:

   if roi_head is not None:
   

   这行代码检查是否提供了roi_head配置。如果提供了，那么进入代码块进行进一步的配置。

2. 获取训练和测试配置:

   rcnn_train_cfg = train_cfg.rcnn if train_cfg is not None else None
   

   这行代码尝试从train_cfg（训练配置）中获取RoI部分的配置。如果train_cfg存在，则rcnn_train_cfg被设置为train_cfg中的rcnn部分，否则设置为None。

3. 更新RoI头的训练配置:

   roi_head.update(train_cfg=rcnn_train_cfg)
   

   这行代码将训练的配置更新到RoI头的配置中。这样做是为了确保RoI头在训练时使用正确的参数。

4. 更新RoI头的测试配置:

   roi_head.update(test_cfg=test_cfg.rcnn)
   

   这行代码将测试的配置更新到RoI头的配置中。这样做是为了确保RoI头在测试时使用正确的参数。

5. 构建RoI头:

   self.roi_head = MODELS.build(roi_head)
   

   这行代码使用更新后的RoI头配置来构建RoI模型。MODELS.build是一个工厂方法，根据提供的配置创建并返回RoI模型的实例。

_load_from_state_dict

def _load_from_state_dict(self, state_dict: dict, prefix: str,local_metadata: dict, strict: bool,missing_keys: Union[List[str], str],unexpected_keys: Union[List[str], str],error_msgs: Union[List[str], str]) -> None:"""Exchange bbox_head key to rpn_head key when loading single-stageweights into two-stage model."""bbox_head_prefix = prefix + '.bbox_head' if prefix else 'bbox_head'bbox_head_keys = [k for k in state_dict.keys() if k.startswith(bbox_head_prefix)]rpn_head_prefix = prefix + '.rpn_head' if prefix else 'rpn_head'rpn_head_keys = [k for k in state_dict.keys() if k.startswith(rpn_head_prefix)]if len(bbox_head_keys) != 0 and len(rpn_head_keys) == 0:for bbox_head_key in bbox_head_keys:rpn_head_key = rpn_head_prefix + \bbox_head_key[len(bbox_head_prefix):]state_dict[rpn_head_key] = state_dict.pop(bbox_head_key)super()._load_from_state_dict(state_dict, prefix, local_metadata,strict, missing_keys, unexpected_keys,error_msgs)

在深度学习模型的训练和部署过程中，加载预训练权重是一个常见的操作。在两阶段检测器中，由于其结构与单阶段检测器不同，因此在加载权重时需要特别注意权重的匹配和转换。_load_from_state_dict方法正是为了解决这个问题而设计的。下面，我们将详细解析这个方法的工作原理，并探讨其在两阶段检测器中的重要性。

方法概述

_load_from_state_dict方法是在加载预训练权重时调用的，它的作用是将单阶段检测器的权重转换为两阶段检测器可以使用的格式。这是通过交换bbox_head和rpn_head的键来实现的。

参数解释

• state_dict: 包含模型权重的字典。
• prefix: 权重键的前缀，用于区分不同部分的权重。
• local_metadata: 模型的元数据，通常包含模型结构信息。
• strict: 是否严格匹配权重，如果为True，权重不匹配会抛出错误。
• missing_keys: 缺失的权重键列表。
• unexpected_keys: 多余的权重键列表。
• error_msgs: 加载权重时的错误信息列表。

代码解析

1. 定义bbox_head和rpn_head的键前缀:

   bbox_head_prefix = prefix + '.bbox_head' if prefix else 'bbox_head'
   rpn_head_prefix = prefix + '.rpn_head' if prefix else 'rpn_head'
   

   这两行代码定义了bbox_head和rpn_head的键前缀。如果提供了prefix，则将prefix加到bbox_head和rpn_head前面，否则使用默认的键名。

2. 获取bbox_head和rpn_head的键:

   bbox_head_keys = [k for k in state_dict.keys() if k.startswith(bbox_head_prefix)]
   rpn_head_keys = [k for k in state_dict.keys() if k.startswith(rpn_head_prefix)]
   

   这两行代码通过列表推导式获取所有以bbox_head_prefix和rpn_head_prefix开头的键，这些键分别对应单阶段检测器的边界框头和两阶段检测器的RPN头的权重。

3. 权重转换:

   if len(bbox_head_keys) != 0 and len(rpn_head_keys) == 0:for bbox_head_key in bbox_head_keys:rpn_head_key = rpn_head_prefix + bbox_head_key[len(bbox_head_prefix):]state_dict[rpn_head_key] = state_dict.pop(bbox_head_key)
   

   这段代码检查是否存在bbox_head的权重而没有rpn_head的权重。如果是这种情况，它会遍历所有的bbox_head权重键，将它们转换为rpn_head的权重键，并在state_dict中进行更新。这是通过删除原bbox_head的权重键并添加新的rpn_head的权重键来实现的。

4. 调用父类的加载方法:

   super()._load_from_state_dict(state_dict, prefix, local_metadata,strict, missing_keys, unexpected_keys,error_msgs)
   

   这行代码调用父类的_load_from_state_dict方法，完成权重的加载。这一步是必要的，因为它会处理权重的最终匹配和加载过程。

特征提取

def extract_feat(self, batch_inputs: Tensor) -> Tuple[Tensor]:"""Extract features.Args:batch_inputs (Tensor): Image tensor with shape (N, C, H ,W).Returns:tuple[Tensor]: Multi-level features that may havedifferent resolutions."""x = self.backbone(batch_inputs)if self.with_neck:x = self.neck(x)return x

• extract_feat方法使用骨干网络和可选的颈部模块从输入图像中提取特征。

这段代码定义了一个名为 extract_feat 的方法，它是两阶段检测器中用于提取特征的关键步骤。下面，我们将详细解析这个方法的每个部分。

方法签名

def extract_feat(self, batch_inputs: Tensor) -> Tuple[Tensor]:

• self: 指向类的实例，允许访问类的属性和方法。
• batch_inputs: 输入的图像张量，其形状为 (N, C, H, W)，其中 N 是批量大小，C 是通道数，H 和 W 分别是图像的高度和宽度。
• -> Tuple[Tensor]: 方法的返回类型注解，表示该方法将返回一个包含张量的元组，这些张量是不同分辨率的特征。

文档字符串（Docstring）

"""
Extract features.Args:batch_inputs (Tensor): Image tensor with shape (N, C, H ,W).Returns:tuple[Tensor]: Multi-level features that may havedifferent resolutions.
"""

• 这部分是对方法的简要说明，说明了该方法的功能是提取特征。
• Args: 描述了方法的输入参数，即一批图像。
• Returns: 描述了方法的返回值，即具有不同分辨率的多级特征。

方法体

x = self.backbone(batch_inputs)

• 这行代码调用了检测器的 backbone 网络，将输入的图像张量 batch_inputs 传递给它。
• backbone 通常是卷积神经网络（CNN）的一部分，负责从输入图像中提取特征。
• 执行后，x 将包含从输入图像中提取的特征。

if self.with_neck:x = self.neck(x)

• 这行代码检查检测器是否具有 neck 组件（通常称为“颈部”或“连接”网络）。
• self.with_neck 是一个布尔值，指示是否构建了颈部网络。
• 如果存在颈部网络（self.with_neck 为 True），则将 backbone 提取的特征 x 传递给 neck 网络进一步处理。
• neck 网络通常用于进一步提取或融合特征，以提高检测器的性能。

返回值

return x

• 方法返回 x，它包含了从输入图像中提取的特征。
• 这些特征可能包含多个尺度或分辨率，这对于两阶段检测器在后续步骤中生成区域提议和进行目标识别非常有用。

前向传播

def _forward(self, batch_inputs: Tensor,batch_data_samples: SampleList) -> tuple:"""Network forward process. Usually includes backbone, neck and headforward without any post-processing.Args:batch_inputs (Tensor): Inputs with shape (N, C, H, W).batch_data_samples (list[:obj:`DetDataSample`]): Each item containsthe meta information of each image and correspondingannotations.Returns:tuple: A tuple of features from ``rpn_head`` and ``roi_head``forward."""results = ()x = self.extract_feat(batch_inputs)if self.with_rpn:rpn_results_list = self.rpn_head.predict(x, batch_data_samples, rescale=False)else:assert batch_data_samples[0].get('proposals', None) is not Nonerpn_results_list = [data_sample.proposals for data_sample in batch_data_samples]roi_outs = self.roi_head.forward(x, rpn_results_list,batch_data_samples)results = results + (roi_outs, )return results

• _forward方法协调网络的前向传播，处理RPN和RoI头阶段。
  这段代码定义了一个名为 _forward 的方法，它是两阶段检测器中用于执行网络前向传播的关键步骤。下面，我们将详细解析这个方法的每个部分。

方法签名

def _forward(self, batch_inputs: Tensor,batch_data_samples: SampleList) -> tuple:

• self: 指向类的实例，允许访问类的属性和方法。
• batch_inputs: 输入的图像张量，其形状为 (N, C, H, W)，其中 N 是批量大小，C 是通道数，H 和 W 分别是图像的高度和宽度。
• batch_data_samples: 包含每个图像的元信息和对应注释的 DetDataSample 对象列表。
• -> tuple: 方法的返回类型注解，表示该方法将返回一个元组。

文档字符串（Docstring）

"""
Network forward process. Usually includes backbone, neck and head
forward without any post-processing.Args:batch_inputs (Tensor): Inputs with shape (N, C, H, W).batch_data_samples (list[:obj:`DetDataSample`]): Each item containsthe meta information of each image and correspondingannotations.Returns:tuple: A tuple of features from ``rpn_head`` and ``roi_head``forward.
"""

• 这部分是对方法的简要说明，说明了该方法的功能是执行网络的前向传播过程，通常包括骨干网络、颈部网络和头部网络的前向传播，但不包括任何后处理。

方法体

results = ()

• 初始化一个空的元组 results，用于存储前向传播的结果。

x = self.extract_feat(batch_inputs)

• 调用 extract_feat 方法提取输入图像的特征。这些特征将被用于后续的区域提议网络（RPN）和感兴趣区域（RoI）头。

if self.with_rpn:rpn_results_list = self.rpn_head.predict(x, batch_data_samples, rescale=False)
else:assert batch_data_samples[0].get('proposals', None) is not Nonerpn_results_list = [data_sample.proposals for data_sample in batch_data_samples]

• 检查检测器是否具有 RPN 头（self.with_rpn）。
• 如果有 RPN 头，调用 RPN 头的 predict 方法来生成区域提议。这些提议是候选的目标位置。
• 如果没有 RPN 头，假设输入数据中已经包含了预先定义的提议（proposals），并从每个数据样本中提取这些提议。

roi_outs = self.roi_head.forward(x, rpn_results_list,batch_data_samples)

• 调用 RoI 头的 forward 方法，传入从骨干网络提取的特征 x、RPN 生成的区域提议 rpn_results_list 和包含图像元信息的数据样本 batch_data_samples。
• RoI 头负责从提议的区域中提取更精细的特征，并进行目标识别。

results = results + (roi_outs, )

• 将 RoI 头的输出 roi_outs 添加到 results 元组中。

返回值

return results

• 返回 results 元组，它包含了 RPN 头和 RoI 头的前向传播结果。

在当前代码片段中，并没有直接将 RPN 的结果和 RoI 头的结果合并到同一个元组中。只有 RoI 头的结果被添加到了 results 元组中。如果需要同时包含 RPN 和 RoI 头的结果，代码可能需要稍作修改，例如：

results = (rpn_results_list, roi_outs)

或者，如果 RPN 结果也需要在后续处理中使用，可以这样修改：

results = results + (rpn_results_list, roi_outs)

这样，results 元组就会同时包含 RPN 和 RoI 头的结果。

损失计算

def loss(self, batch_inputs: Tensor,batch_data_samples: SampleList) -> dict:"""Calculate losses from a batch of inputs and data samples.Args:batch_inputs (Tensor): Input images of shape (N, C, H, W).These should usually be mean centered and std scaled.batch_data_samples (List[:obj:`DetDataSample`]): The batchdata samples. It usually includes information suchas `gt_instance` or `gt_panoptic_seg` or `gt_sem_seg`.Returns:dict: A dictionary of loss components"""x = self.extract_feat(batch_inputs)losses = dict()# RPN forward and lossif self.with_rpn:proposal_cfg = self.train_cfg.get('rpn_proposal',self.test_cfg.rpn)rpn_data_samples = copy.deepcopy(batch_data_samples)# set cat_id of gt_labels to 0 in RPNfor data_sample in rpn_data_samples:data_sample.gt_instances.labels = \torch.zeros_like(data_sample.gt_instances.labels)rpn_losses, rpn_results_list = self.rpn_head.loss_and_predict(x, rpn_data_samples, proposal_cfg=proposal_cfg)# avoid get same name with roi_head losskeys = rpn_losses.keys()for key in list(keys):if 'loss' in key and 'rpn' not in key:rpn_losses[f'rpn_{key}'] = rpn_losses.pop(key)losses.update(rpn_losses)else:assert batch_data_samples[0].get('proposals', None) is not None# use pre-defined proposals in InstanceData for the second stage# to extract ROI features.rpn_results_list = [data_sample.proposals for data_sample in batch_data_samples]roi_losses = self.roi_head.loss(x, rpn_results_list,batch_data_samples)losses.update(roi_losses)return losses

• loss方法计算训练损失，考虑了RPN和RoI头的损失。

这段代码定义了一个名为 loss 的方法，用于计算两阶段目标检测器在一批输入图像和数据样本上的损失。这个方法是训练过程中的核心部分，因为它决定了如何通过反向传播更新模型的权重。下面，我们将详细解析这个方法的每个部分。

方法签名

def loss(self, batch_inputs: Tensor, batch_data_samples: SampleList) -> dict:

• self: 指向类的实例，允许访问类的属性和方法。
• batch_inputs: 输入的图像张量，其形状为 (N, C, H, W)，其中 N 是批量大小，C 是通道数，H 和 W 分别是图像的高度和宽度。
• batch_data_samples: 包含每个图像的元信息和对应注释的 DetDataSample 对象列表。
• -> dict: 方法的返回类型注解，表示该方法将返回一个包含损失组件的字典。

文档字符串（Docstring）

"""
Calculate losses from a batch of inputs and data samples.Args:batch_inputs (Tensor): Input images of shape (N, C, H, W).These should usually be mean centered and std scaled.batch_data_samples (List[:obj:`DetDataSample`]): The batchdata samples. It usually includes information suchas `gt_instance` or `gt_panoptic_seg` or `gt_sem_seg`.Returns:dict: A dictionary of loss components
"""

• 这部分是对方法的简要说明，说明了该方法的功能是计算损失，并描述了输入参数和返回值。

方法体

x = self.extract_feat(batch_inputs)

• 调用 extract_feat 方法提取输入图像的特征。这些特征将被用于后续的 RPN 和 RoI 头的损失计算。

losses = dict()

• 初始化一个空字典 losses，用于存储和返回损失组件。

if self.with_rpn:proposal_cfg = self.train_cfg.get('rpn_proposal', self.test_cfg.rpn)rpn_data_samples = copy.deepcopy(batch_data_samples)for data_sample in rpn_data_samples:data_sample.gt_instances.labels = torch.zeros_like(data_sample.gt_instances.labels)rpn_losses, rpn_results_list = self.rpn_head.loss_and_predict(x, rpn_data_samples, proposal_cfg=proposal_cfg)keys = rpn_losses.keys()for key in list(keys):if 'loss' in key and 'rpn' not in key:rpn_losses[f'rpn_{key}'] = rpn_losses.pop(key)losses.update(rpn_losses)
else:assert batch_data_samples[0].get('proposals', None) is not Nonerpn_results_list = [data_sample.proposals for data_sample in batch_data_samples]

• 检查是否配置了 RPN 头（self.with_rpn）。
• 如果有 RPN 头，首先获取 RPN 的配置，然后创建数据样本的深拷贝，并重置所有数据样本中的 gt_instances.labels 为零（这是因为 RPN 阶段不涉及类别标签的预测）。
• 调用 RPN 头的 loss_and_predict 方法计算损失并获取区域提议。
• 为了避免与 RoI 头的损失名称冲突，重命名 RPN 头的损失名称，添加前缀 rpn_。
• 如果没有 RPN 头，直接从数据样本中获取预定义的提议。

roi_losses = self.roi_head.loss(x, rpn_results_list, batch_data_samples)
losses.update(roi_losses)

• 调用 RoI 头的 loss 方法计算损失，传入特征 x、RPN 的结果 rpn_results_list 和数据样本 batch_data_samples。
• 更新 losses 字典，将 RoI 头的损失添加到其中。

返回值

return losses

• 返回 losses 字典，它包含了 RPN 和 RoI 头的所有损失组件。

预测

def predict(self,batch_inputs: Tensor,batch_data_samples: SampleList,rescale: bool = True) -> SampleList:"""Predict results from a batch of inputs and data samples with post-processing.Args:batch_inputs (Tensor): Inputs with shape (N, C, H, W).batch_data_samples (List[:obj:`DetDataSample`]): The DataSamples. It usually includes information such as`gt_instance`, `gt_panoptic_seg` and `gt_sem_seg`.rescale (bool): Whether to rescale the results.Defaults to True.Returns:list[:obj:`DetDataSample`]: Return the detection results of theinput images. The returns value is DetDataSample,which usually contain 'pred_instances'. And the``pred_instances`` usually contains following keys.- scores (Tensor): Classification scores, has a shape(num_instance, )- labels (Tensor): Labels of bboxes, has a shape(num_instances, ).- bboxes (Tensor): Has a shape (num_instances, 4),the last dimension 4 arrange as (x1, y1, x2, y2).- masks (Tensor): Has a shape (num_instances, H, W)."""assert self.with_bbox, 'Bbox head must be implemented.'x = self.extract_feat(batch_inputs)# If there are no pre-defined proposals, use RPN to get proposalsif batch_data_samples[0].get('proposals', None) is None:rpn_results_list = self.rpn_head.predict(x, batch_data_samples, rescale=False)else:rpn_results_list = [data_sample.proposals for data_sample in batch_data_samples]results_list = self.roi_head.predict(x, rpn_results_list, batch_data_samples, rescale=rescale)batch_data_samples = self.add_pred_to_datasample(batch_data_samples, results_list)return batch_data_samples

• predict方法生成最终的检测结果，应用后处理步骤，如非极大值抑制。

这段代码定义了一个名为 predict 的方法，用于在两阶段目标检测器中对一批输入图像和数据样本进行预测，并执行后处理。以下是该方法的详细解析：

方法签名

def predict(self, batch_inputs: Tensor, batch_data_samples: SampleList, rescale: bool = True) -> SampleList:

• self: 指向类的实例，允许访问类的属性和方法。
• batch_inputs: 输入的图像张量，其形状为 (N, C, H, W)，其中 N 是批量大小，C 是通道数，H 和 W 分别是图像的高度和宽度。
• batch_data_samples: 包含每个图像的元信息和对应注释的 DetDataSample 对象列表。
• rescale: 一个布尔值，指示是否需要对预测结果进行尺度调整（例如，将边界框坐标从特征图尺度转换回原始图像尺度）。默认值为 True。
• -> SampleList: 方法的返回类型注解，表示该方法将返回一个 SampleList 对象，它包含了预测结果。

文档字符串（Docstring）

"""
Predict results from a batch of inputs and data samples with post-
processing.Args:batch_inputs (Tensor): Inputs with shape (N, C, H, W).batch_data_samples (List[:obj:`DetDataSample`]): The DataSamples. It usually includes information such as`gt_instance`, `gt_panoptic_seg` and `gt_sem_seg`.rescale (bool): Whether to rescale the results.Defaults to True.Returns:list[:obj:`DetDataSample`]: Return the detection results of theinput images. The returns value is DetDataSample,which usually contain 'pred_instances'. And the``pred_instances`` usually contains following keys.- scores (Tensor): Classification scores, has a shape(num_instance, )- labels (Tensor): Labels of bboxes, has a shape(num_instances, ).- bboxes (Tensor): Has a shape (num_instances, 4),the last dimension 4 arrange as (x1, y1, x2, y2).- masks (Tensor): Has a shape (num_instances, H, W).
"""

• 这部分是对方法的简要说明，说明了该方法的功能是进行预测并执行后处理，并描述了输入参数和返回值。

方法体

assert self.with_bbox, 'Bbox head must be implemented.'

• 这行代码是一个断言，确保检测器实现了边界框头（bbox_head）。如果没有实现，将抛出异常。

x = self.extract_feat(batch_inputs)

• 调用 extract_feat 方法提取输入图像的特征。这些特征将被用于后续的 RPN 和 RoI 头的预测。

if batch_data_samples[0].get('proposals', None) is None:rpn_results_list = self.rpn_head.predict(x, batch_data_samples, rescale=False)
else:rpn_results_list = [data_sample.proposals for data_sample in batch_data_samples]

• 检查输入数据样本中是否已经包含了预定义的提议（proposals）。如果没有，使用 RPN 头的 predict 方法生成区域提议。如果有，直接使用这些预定义的提议。

results_list = self.roi_head.predict(x, rpn_results_list, batch_data_samples, rescale=rescale)

• 调用 RoI 头的 predict 方法，传入特征 x、RPN 的结果 rpn_results_list、数据样本 batch_data_samples 和 rescale 参数。这一步将生成最终的预测结果，包括类别、置信度和边界框。

batch_data_samples = self.add_pred_to_datasample(batch_data_samples, results_list)

• 调用 add_pred_to_datasample 方法，将预测结果 results_list 添加到数据样本 batch_data_samples 中。这通常涉及到更新数据样本中的 pred_instances 属性，它包含了预测的类别、置信度、边界框等信息。

返回值

return batch_data_samples

• 返回更新后的 batch_data_samples，它现在包含了每个图像的预测结果。

结论

two_stage.py文件封装了MMDetection中两阶段检测的本质。它提供了一种结构化的方法来构建具有模块化设计、灵活性和易于定制的检测器。理解这段代码对于任何希望使用MMDetection实现或修改两阶段检测器的人来说都是至关重要的。

想要更深入地探索或亲自动手使用MMDetection，可以参考官方文档和GitHub仓库。编程愉快！

本文旨在提供对MMDetection中TwoStageDetector类的全面理解，重点关注其架构和功能。对于进一步的探索或特定用例，建议探索源代码和配置文件。