主流RGBD数据集简介 2019.12.15

RGBD 数据集简介，2019.12.15

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NYU Depth Dataset V2（3D分割任务）

数据集地址： https://cs.nyu.edu/~silberman/datasets/nyu_depth_v2.html

NYU的升级版，增加了一些数据，室内场景，有分割真值的数据集，但是真值很少

数据集包括：

• 总共有408,000 RGBD 图像，包括1449张处理好的有标签和对齐的的RGBD图（2.8G）
• Raw: RGB图像， 深度图像，加速度计数据（由kinect采集）(428G)
• Toolbox: 官方提供的用于处理数据的常用函数(.m脚本)

标注的数据下载下来是.mat 形式的文件，需要用matlab脚本处理(.mat比.npy占用的内存小3倍左右）

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scan net（2D、3D分割）

http://www.scan-net.org/

1513个室内场景数据（每个场景中点云数量都不一样），共21个类别的对象（0-20，总共已知类别应该是20，类别0应该是未知类别，即未标注点云），其中，1201个场景用于训练，312个场景用于测试。

该数据集有四个评测任务：3D语义分割、3D实例分割、2D语义分割和2D实例分割。

数据格式：

|-- .sens
    包含RGB、深度图、相机姿势和其他数据的RGB-D传感器流
|-- _vh_clean.ply
    高质量重建网格
|-- _vh_clean_2.ply
    语义标注的清理和抽取网格（？？）
|-- _vh_clean_2.0.010000.segs.json
    过分割的注释网格
|-- .aggregation.json, _vh_clean.aggregation.json
    分别在低分辨率和高分辨率的网格上融合实例级的语义标注
|-- _vh_clean_2.0.010000.segs.json, _vh_clean.segs.json
    分别对低分辨率和高分辨率的网格进行过分割（被融合语义标注使用）
|-- _vh_clean_2.labels.ply
    Visualization of aggregated semantic segmentation; colored by nyu40 labels (see img/legend; ply property 'label' denotes the ScanNet label id)
|-- _2d-label.zip
    融合的分割标签的原始二维投影，16位png，带有ScanNet的标签id
|-- _2d-instance.zip
    融合的注释实例的原始二维投影，8位png
|-- _2d-label-filt.zip
    过滤后的：融合的分割标签的原始二维投影，16位png，带有ScanNet的标签id
|-- _2d-instance-filt.zip
    过滤后的：融合的注释实例的原始二维投影，8位png

• 重建后的surface mesh 文件（.ply）：二进制PLY文件，+z轴方向竖直（向上?）
• RGB-D传感器流（*sens）：压缩二进制格式，包含每帧的颜色、深度、相机姿势和其他数据。有关更多信息和解析代码参见ScanNet C++Too工具包。有关python数据导出器参见SensReader/python。
• 曲面网格分割文件（.segs.json）：记录了场景中物体分割的详细信息

官方还提供了：

1. ScanNet Scanner iPad App
2. ScanNet Scanner Data Server
3. ScanNet Data Management UI
4. ScanNet Semantic Annotation Tools

用于通过ipad和RGBD相机方便的采集RGBD数据，并在服务器端接收然后在web端管理和标注数据。

数据集的21个类别：

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TUM （相机位姿估计）

https://vision.in.tum.de/data/datasets/rgbd-dataset/download

数据的帧数大小不同，运动有快有慢，有手持的相机。同时还有不同结构和纹理的数据，运动物体，3D物体重建，因此这个数据集非常大，用 Kinect 相机采集。

数据集包含RGB，深度图，相机的轨迹真值。

没有分割真值，没有目标框真值。

• associate.py 可以把拍摄时间相近的RGB图片和Depth图片，写在associate.txt文件的同一行，表示两个图是一对 RGB-D图片

 python  associate.py rgb.txt depth.txt > associate.txt  

• draw_groundtruth.py 可以把自己的试验结果和真实轨迹一起进行比较，并画出轨迹图。需要注意的是，试验结果必须是：时间戳，x, y, z， qx, qy, qz, qw 形式.x,y,z是T矩阵的数值，而最后的四个数值是pose的四元素表示方法

• 由于ground truth的数据比较多，同样可以利用associate.txt来匹配

RGBD文件格式：

• RGB： 640x480 8-bit 的 PNG.
• 深度图： 640x480 16-bit 的 PNG 单通道图
• RGB和深度图像已经使用PrimeSense的OpenNI驱动程序预先对齐，即RGB和深度图像中的像素已经1:1对应
• 深度图像按系数5000缩放，即深度图像中的像素值5000对应于距相机1米的距离、10000至2米的距离等。像素值0表示丢失值/无数据。

相机轨迹真值文件格式：

• 以 .txt 的形式存储，文件头可能包含以“#”开头的注释
• 每一行代表一个相机位姿，格式：timestamp tx ty tz qx qy qz qw
• tx ty tz（float）代表彩色摄像机的光心相对于世界坐标系原点的位置
• qx qy qz qw（float）以单位四元数的形式给出相机的光心相对于世界坐标系原点的朝向

Kinect的摄像机内参：

• OpenNI通过此校准来消除图像的失真，并将深度图像（由红外摄像机拍摄）对应到RGB图像

• 因此直接将深度图重投影到RGB中，二者的像素可以一一对应

  使用默认相机内参（fx,fy,cx,cy），将RGBD数据转换为3D点云的代码：

  fx = 525.0  # focal length x
  fy = 525.0  # focal length y
  cx = 319.5  # optical center x
  cy = 239.5  # optical center y
  
  factor = 5000 # for the 16-bit PNG files
  # OR: factor = 1 # for the 32-bit float images in the ROS bag files
  
  for v in range(depth_image.height):
    for u in range(depth_image.width):
      Z = depth_image[v,u] / factor;
      X = (u - cx) * Z / fx;
      Y = (v - cy) * Z / fy;
  

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SUN RGBD（场景分类，语义分割，室内布局估计，3D目标检测）

http://rgbd.cs.princeton.edu/

有10,335张RGB-D图片，有146,617 个平面目标框和58657个具有精确方向的三维目标框，以及用于场景的三维房间布局和类别。

是NYU depth v2 , Berkeley B3DO , and SUN3D ，三个数据集的并集，多了3D bounding boxes和room layouts的标注。 （所以在cite这篇论文时也要cite 一下这三篇论文）

可用于场景理解：场景分类，语义分割，室内布局估计，3D目标检测，

数据集结构：

1. SUNRGBD V1 ：包含RGBD数据
2. SUNRGBDtoolbox：包含标注信息以及加载数据和可视化的matlab脚本