上海网站建设高端定制,做网站充值犯法吗,编程手机软件,网站建设与维护高职文章目录 1. 任务定义2. 基本概念2.1 边界框#xff08;bounding box#xff09;2.2 真实框、预测框和锚框2.3 交并比 (IoU)2.4 代码实现 1. 任务定义
目标检测的主要目的是让计算机可以自动识别图片或者视频帧中所有目标的类别#xff0c;并在该目标周围绘制边界框#x… 文章目录 1. 任务定义2. 基本概念2.1 边界框bounding box2.2 真实框、预测框和锚框2.3 交并比 (IoU)2.4 代码实现 1. 任务定义
目标检测的主要目的是让计算机可以自动识别图片或者视频帧中所有目标的类别并在该目标周围绘制边界框标示出每个目标的位置如图所示。
2. 基本概念
2.1 边界框bounding box
检测任务需要同时预测物体的类别和位置因此需要引入一些跟位置相关的概念。通常使用边界框bounding boxbbox来表示物体的位置边界框是正好能包含物体的矩形框如下图所示图中3个人分别对应3个边界框。 一般有两种表示边界框位置的格式
(1) x y x y xyxy xyxy即 ( x 1 , y 1 , x 2 , y 2 ) (x1, y1, x2, y2) (x1,y1,x2,y2)其中 ( x 1 , y 1 ) (x1, y1) (x1,y1) 是矩形框左上角的坐标 ( x 2 , y 2 ) (x2, y2) (x2,y2) 是矩形框右下角的坐标。
(2) x y w h xywh xywh即 ( x , y , w , h ) (x, y, w, h) (x,y,w,h) 其中 ( x , y ) (x, y) (x,y) 是矩形框的中心坐标 w w w 是 矩形框的宽度 h h h 是矩形框的高度。
因此在阅读代码的时候要注意使用的是哪一种格式的表示方式。
2.2 真实框、预测框和锚框
从训练数据集的标签里给出目标物体边界框所对应的位置叫真实框
由模型预测出目标物体边界框所对应的位置叫预测框
不同于真实框和预测框锚框是人为预先设定好的矩形框模型在这种锚框的基础上预测偏移量才能得到预测框
2.3 交并比 (IoU)
如何衡量预测框和真实框之间的关系呢在检测任务中是使用交并比Intersection of UnionIoU作为衡量指标。这一概念来源于数学中的集合用来描述两个集合A和B之间的关系它等于两个集合的交集里面所包含的元素个数除以它们的并集里面所包含的元素个数具体计算公式如下 I O U A ∩ B A ∪ B IOU \frac{A \cap B}{A \cup B} IOUA∪BA∩B我们将用这个概念来描述两个框之间的重合度。两个框可以看成是两个像素的集合它们的交并比等于两个框重合部分的面积除以它们合并起来的面积。下图“交集”中青色区域是两个框的重合面积图“并集”中蓝色区域是两个框的相并面积。用这两个面积相除即可得到它们之间的交并比。 假设两个矩形框A和B的位置分别为 A : [ x a 1 , y a 1 , x a 2 , y a 2 ] A : [ x b 1 , y b 1 , x b 2 , y b 2 ] A: [x_{a1}, y_{a1}, x_{a2}, y_{a2}] \\ A: [x_{b1}, y_{b1}, x_{b2}, y_{b2}] A:[xa1,ya1,xa2,ya2]A:[xb1,yb1,xb2,yb2]它们之间的位置关系如图所示 A和B相交部分左上角坐标为 x 1 m a x ( x a 1 , x b 1 ) y 1 m a x ( y a 1 , y b 1 ) x1 max(x_{a1}, x_{b1})\\ y1 max(y_{a1}, y_{b1}) x1max(xa1,xb1)y1max(ya1,yb1) 相交部分右下角坐标为 x 2 m i n ( x a 2 , x b 2 ) y 2 m i n ( y a 2 , y b 2 ) x2 min(x_{a2}, x_{b2})\\ y2 min(y_{a2}, y_{b2}) x2min(xa2,xb2)y2min(ya2,yb2)相交部分面积为 i n t e r s e c t i o n m a x ( x 2 − x 1 1.0 , 0 ) ⋅ m a x ( y 2 − y 1 1.0 , 0 ) intersection max(x_2 - x_1 1.0, 0) \cdot max(y_2 - y_1 1.0, 0) intersectionmax(x2−x11.0,0)⋅max(y2−y11.0,0)分别计算A和B的面积 S A ( x a 2 − x a 1 1.0 ) ⋅ ( y a 2 − y a 1 1.0 ) S B ( x b 2 − x b 1 1.0 ) ⋅ ( y b 2 − y b 1 1.0 ) S_A (x_{a2} - x_{a1} 1.0) \cdot (y_{a2} - y_{a1} 1.0) \\ S_B (x_{b2} - x_{b1} 1.0) \cdot (y_{b2} - y_{b1} 1.0) SA(xa2−xa11.0)⋅(ya2−ya11.0)SB(xb2−xb11.0)⋅(yb2−yb11.0)计算相并部分 u n i o n S A S B − i n t e r s e c t i o n union S_A S_B - intersection unionSASB−intersection 计算交并比 I o U i n t e r s e c t i o n u n i o n IoU \frac{intersection}{union} IoUunionintersection
2.4 代码实现
1矩形框坐标形式为 x y x y xyxy xyxy 形式时
def box_iou_xyxy(box1, box2):# 获取box1左上角和右下角的坐标x1min, y1min, x1max, y1max box1[0], box1[1], box1[2], box1[3]# 计算box1的面积s1 (y1max - y1min 1.) * (x1max - x1min 1.)# 获取box2左上角和右下角的坐标x2min, y2min, x2max, y2max box2[0], box2[1], box2[2], box2[3]# 计算box2的面积s2 (y2max - y2min 1.) * (x2max - x2min 1.)# 计算相交矩形框的坐标xmin np.maximum(x1min, x2min)ymin np.maximum(y1min, y2min)xmax np.minimum(x1max, x2max)ymax np.minimum(y1max, y2max)# 计算相交矩形行的高度、宽度、面积inter_h np.maximum(ymax - ymin 1., 0.)inter_w np.maximum(xmax - xmin 1., 0.)intersection inter_h * inter_w# 计算相并面积union s1 s2 - intersection# 计算交并比iou intersection / unionreturn iou1矩形框坐标形式为 x y w h xywh xywh 形式时
def box_iou_xywh(box1, box2):# 获取box1左上角和右下角的坐标x1min, y1min box1[0] - box1[2]/2.0, box1[1] - box1[3]/2.0x1max, y1max box1[0] box1[2]/2.0, box1[1] box1[3]/2.0# 计算box1的面积s1 box1[2] * box1[3]# 获取box2左上角和右下角的坐标x2min, y2min box2[0] - box2[2]/2.0, box2[1] - box2[3]/2.0x2max, y2max box2[0] box2[2]/2.0, box2[1] box2[3]/2.0# 计算box2的面积s2 box2[2] * box2[3]xmin np.maximum(x1min, x2min)ymin np.maximum(y1min, y2min)xmax np.minimum(x1max, x2max)ymax np.minimum(y1max, y2max)inter_h np.maximum(ymax - ymin, 0.)inter_w np.maximum(xmax - xmin, 0.)intersection inter_h * inter_wunion s1 s2 - intersectioniou intersection / unionreturn iou
