deep_sort_pytorch
deep_sort_pytorch 是一个基于 PyTorch 框架实现的多目标跟踪(MOT)开源项目。它巧妙地将 DeepSORT 跟踪算法与 YOLOv3、YOLOv5 及 Mask R-CNN 等先进检测模型相结合,旨在解决视频分析中如何持续、稳定地锁定并识别多个移动目标的难题。无论是拥挤场景中的人流监控,还是复杂背景下的车辆追踪,它都能通过提取外观特征有效应对目标遮挡和短暂消失的情况,确保持续赋予目标唯一的 ID。
该项目特别适合计算机视觉开发者、算法研究人员以及需要快速构建视频分析原型的工程师使用。其核心亮点在于将原本基于 TensorFlow 的特征提取网络成功迁移至 PyTorch 生态,降低了深度学习框架的切换门槛。此外,项目持续迭代,不仅引入了 ResNet 增强特征提取能力,支持多 GPU 并行训练以提升效率,还拓展了实例分割功能,能够同时展示目标的类别、跟踪 ID 及精确掩码。代码结构经过重构与优化,接口对齐良好,用户只需准备相应的预训练权重文件即可快速启动检测与跟踪任务,是学习多目标跟踪算法或进行二次开发的优质参考范本。
使用场景
某智慧园区安防团队正在开发一套实时人流监控系统,需要在复杂摄像头画面中持续追踪每位行人的轨迹并统计区域人数。
没有 deep_sort_pytorch 时
- 身份频繁切换:传统算法仅靠位置预测,当两人擦肩而过或短暂遮挡时,系统会错误地交换他们的 ID,导致轨迹断裂混乱。
- 重复计数严重:由于无法区分同一人的不同出现片段,人员在画面中进出多次会被重复统计,造成客流数据虚高。
- 缺乏外观特征:检测器只输出瞬时边框,无法利用行人衣着等深层视觉特征进行关联,难以应对光照变化或快速移动。
- 功能扩展困难:若需同时展示人员类别、ID 及身体轮廓掩码,需自行整合多个独立模型,开发周期长且推理速度慢。
使用 deep_sort_pytorch 后
- 轨迹稳定连续:结合 YOLOv5/YOLOv3 检测与 Re-ID 深度特征提取,即使发生遮挡或交叉,deep_sort_pytorch 也能牢牢锁定目标 ID,保持轨迹连贯。
- 统计精准可靠:凭借稳定的身份维持能力,系统能准确去重计数,为园区运营提供真实可信的客流热力图数据。
- 多维信息融合:直接调用内置的 Mask RCNN 模块,即可在同一帧画面中同步渲染人员类别、追踪 ID 及实例分割掩码,可视化效果丰富。
- 部署高效灵活:支持 GPU 加速 NMS 及多卡训练,且预置了从 YOLOv3 到 YOLOv5 的多种检测器接口,大幅降低了工程落地门槛。
deep_sort_pytorch 通过将高精度检测与深度外观特征深度融合,彻底解决了动态场景下多目标“跟丢、跟错”的核心难题。
运行环境要求
- Linux
- macOS
- Windows
- 非必需(支持 --cpu 参数),但推荐使用 NVIDIA GPU 以加速检测(支持多卡训练 DistributedDataParallel)
- 具体显存和 CUDA 版本未说明,需匹配 PyTorch >= 1.9 的要求
- 若编译 YOLOv3 的 NMS 模块失败,通常是因为 gcc 版本过低或缺少库文件
未说明

快速开始
使用 PyTorch 的 Deep Sort

更新(1-1-2020)
变更
- 修复了错误
- 重构代码
- 通过在 GPU 上添加 NMS 来加速检测
更新(07-22)
变更
- 修复了错误(感谢 @JieChen91 和 @yingsen1 报告错误)。
- 对每一帧的特征提取使用批处理,从而略微提升了速度。
- 改进了代码。
进一步改进方向
- 在特定数据集上训练检测器,而不是官方数据集。
- 在行人数据集上重新训练 REID 模型以获得更好的性能。
- 将 YOLOv3 检测器替换为更先进的模型。
更新(23-05-2024)
跟踪
在 deep 文件夹中的外观特征提取网络中添加了 ResNet 网络。
修复了 sort 文件夹中
preprocessing.py中的 NMS 错误,以及kalmen_filter.py中的协方差计算错误。
检测
添加了 YOLOv5 检测器,统一了接口,并添加了 YOLOv5 相关的 YAML 配置文件。代码参考了此仓库:YOLOv5-v6.1。
原始 YOLOv5 中的
train.py、val.py和detect.py已被删除。本仓库仅需 yolov5x.pt。
DeepSort
- 添加了跟踪目标类别,可以同时显示类别和跟踪 ID。
更新(28-05-2024)
分割
- 添加了 Mask RCNN 实例分割模型。代码参考了此仓库:mask_rcnn。可视化结果保存在
demo/demo2.gif中。 - 类似于 YOLOv5,
train.py、validation.py和predict.py被删除。本仓库仅需 maskrcnn_resnet50_fpn_coco.pth。
DeepSort
- 添加了跟踪目标掩码,可以同时显示类别、跟踪 ID 和目标掩码。
最新更新(09-06-2024)
特征提取网络
- 使用 PyTorch 中的
nn.parallel.DistributedDataParallel来支持多 GPU 训练。 - 添加了 GETTING_STARTED.md,以便更好地使用
train.py和train_multiGPU.py。
更新了 README.md 中之前更新的内容(#更新(23-05-2024) 和 #更新(28-05-2024))。
欢迎对本仓库做出任何贡献!
简介
这是一个 MOT 跟踪算法 Deep Sort 的实现。Deep Sort 基本上与 SORT 相同,但增加了一个 CNN 模型来提取由检测器框出的人体部分图像中的特征。这个 CNN 模型实际上是一个 RE-ID 模型,而论文中使用的检测器是 FasterRCNN,原始源代码可以在 这里 找到。 然而,在原始代码中,CNN 模型是用 TensorFlow 实现的,而我对 TensorFlow 并不熟悉。因此,我用 PyTorch 重新实现了 CNN 特征提取模型,并对 CNN 模型做了一些小改动。此外,我还使用 YOLOv3 来生成边界框,而不是 FasterRCNN。
依赖项
- python 3 (python2 不确定)
- numpy
- scipy
- opencv-python
- sklearn
- torch >= 1.9
- torchvision >= 0.13
- pillow
- vizer
- edict
- matplotlib
- pycocotools
- tqdm
快速开始
- 检查所有依赖项是否已安装
pip install -r requirements.txt
对于中国用户,可以指定 PyPI 源以加快安装速度,例如:
pip install -r requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
- 克隆此仓库
git clone git@github.com:ZQPei/deep_sort_pytorch.git
- 下载检测器参数
# 如果您在此仓库中使用 YOLOv3 作为检测器
cd detector/YOLOv3/weight/
wget https://pjreddie.com/media/files/yolov3.weights
wget https://pjreddie.com/media/files/yolov3-tiny.weights
cd ../../../
# 如果您在此仓库中使用 YOLOv5 作为检测器
cd detector/YOLOv5
wget https://github.com/ultralytics/yolov5/releases/download/v6.1/yolov5s.pt
或
wget https://github.com/ultralytics/yolov5/releases/download/v6.1/yolov5m.pt
cd ../../
# 如果您在此仓库中使用 Mask RCNN 作为检测器
cd detector/Mask_RCNN/save_weights
wget https://download.pytorch.org/models/maskrcnn_resnet50_fpn_coco-bf2d0c1e.pth
cd ../../../
- 下载 DeepSort 特征提取网络权重
# 如果您使用论文中的原始模型
cd deep_sort/deep/checkpoint
# 从以下链接下载 ckpt.t7 到该文件夹:
https://drive.google.com/drive/folders/1xhG0kRH1EX5B9_Iz8gQJb7UNnn_riXi6
cd ../../../
# 如果您在此仓库中使用 resnet18
cd deep_sort/deep/checkpoint
wget https://download.pytorch.org/models/resnet18-5c106cde.pth
cd ../../../
- (可选) 如果您在此仓库中使用 YOLOv3 作为检测器,请编译 NMS 模块
cd detector/YOLOv3/nms
sh build.sh
cd ../../..
注意:
如果编译失败,最简单的方法是 升级您的 PyTorch 至 1.1 或更高版本,以及 torchvision 至 0.3 或更高版本,这样就可以避免大多数由于 gcc 版本过低 或 缺少库 导致的编译问题。
- (可选) 准备第三方子模块
该库通过提供 fast-reid 适配器,支持 bagtricks、AGW 等主流 ReID 方法。
要准备我们捆绑的 fast-reid,请按照其 README 中的说明进行安装。
请参阅 configs/fastreid.yaml 以获取使用 fast-reid 的示例。有关可用方法和训练好的模型,请参阅 Model Zoo。
该库通过提供 MMDetection 适配器,支持 Faster R-CNN 和其他主流检测方法。
要准备我们捆绑的 MMDetection,请按照其 README 中的说明进行安装。
请参阅 configs/mmdet.yaml 以获取使用 MMDetection 的示例。有关可用方法和训练好的模型,请参阅 Model Zoo。
运行
git submodule update --init --recursive
- 运行演示
用法:deepsort.py [-h]
[--fastreid]
[--config_fastreid CONFIG_FASTREID]
[--mmdet]
[--config_mmdetection CONFIG_MMDETECTION]
[--config_detection CONFIG_DETECTION]
[--config_deepsort CONFIG_DEEPSORT] [--display]
[--frame_interval FRAME_INTERVAL]
[--display_width DISPLAY_WIDTH]
[--display_height DISPLAY_HEIGHT] [--save_path SAVE_PATH]
[--cpu] [--camera CAM]
VIDEO_PATH
# yolov3 + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --config_detection ./configs/yolov3.yaml
# yolov3_tiny + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --config_detection ./configs/yolov3_tiny.yaml
# yolov3 + deepsort 在网络摄像头上
python3 deepsort.py /dev/video0 --camera 0
# yolov3_tiny + deepsort 在网络摄像头上
python3 deepsort.py /dev/video0 --config_detection ./configs/yolov3_tiny.yaml --camera 0
# yolov5s + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --config_detection ./configs/yolov5s.yaml
# yolov5m + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --config_detection ./configs/yolov5m.yaml
# mask_rcnn + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --config_detection ./configs/mask_rcnn.yaml --segment
# fast-reid + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --fastreid [--config_fastreid ./configs/fastreid.yaml]
# MMDetection + deepsort
python deepsort.py [VIDEO_PATH] --mmdet [--config_mmdetection ./configs/mmdet.yaml]
使用 --display 可以开启每帧图像的显示。
结果将保存到 ./output/results.avi 和 ./output/results.txt。
以上所有文件也可通过百度网盘获取!
链接:百度网盘
提取码:fbuw
训练 RE-ID 模型
请查看 GETTING_STARTED.md,了解如何使用标准基准数据集或自定义数据集开始训练流程。
演示视频和图片

参考文献
常见问题
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