# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
import random
import argparse
import os
#参数名称
parser = argparse.ArgumentParser(description='使用该脚本生成YOLO-V3的anchor boxes\n')
parser.add_argument('--input_annotation_txt_dir',required=True,type=str,help='输入存储图片的标注txt文件(注意不要有中文)')
parser.add_argument('--output_anchors_txt',required=True,type=str,help='输出的存储Anchor boxes的文本文件')
parser.add_argument('--input_num_anchors',required=True,default=6,type=int,help='输入要计算的聚类(Anchor boxes的个数)')
parser.add_argument('--input_cfg_width',required=True,type=int,help="配置文件中width")
parser.add_argument('--input_cfg_height',required=True,type=int,help="配置文件中height")
args = parser.parse_args()
'''
centroids 聚类点 尺寸是 numx2,类型是ndarray
annotation_array 其中之一的标注框
'''
def IOU(annotation_array,centroids):
#
similarities = []
#其中一个标注框
w,h = annotation_array
for centroid in centroids:
c_w,c_h = centroid
if c_w >=w and c_h >= h:#第1中情况
similarity = w*h/(c_w*c_h)
elif c_w >= w and c_h <= h:#第2中情况
similarity = w*c_h/(w*h + (c_w - w)*c_h)
elif c_w <= w and c_h >= h:#第3种情况
similarity = c_w*h/(w*h +(c_h - h)*c_w)
else:#第3种情况
similarity = (c_w*c_h)/(w*h)
similarities.append(similarity)
#将列表转换为ndarray
return np.array(similarities,np.float32) #返回的是一维数组,尺寸为(num,)
'''
k_means:k均值聚类
annotations_array 所有的标注框的宽高,N个标注框,尺寸是Nx2,类型是ndarray
centroids 聚类点 尺寸是 numx2,类型是ndarray
'''
def k_means(annotations_array,centroids,eps=0.00005,iterations=200000):
#
N = annotations_array.shape[0]#C=2
num = centroids.shape[0]
#损失函数
distance_sum_pre = -1
assignments_pre = -1*np.ones(N,dtype=np.int64)
#
iteration = 0
#循环处理
while(True):
#
iteration += 1
#
distances = []
#循环计算每一个标注框与所有的聚类点的距离(IOU)
for i in range(N):
distance = 1 - IOU(annotations_array[i],centroids)
distances.append(distance)
#列表转换成ndarray
distances_array = np.array(distances,np.float32)#该ndarray的尺寸为 Nxnum
#找出每一个标注框到当前聚类点最近的点
assignments = np.argmin(distances_array,axis=1)#计算每一行的最小值的位置索引
#计算距离的总和,相当于k均值聚类的损失函数
distances_sum = np.sum(distances_array)
#计算新的聚类点
centroid_sums = np.zeros(centroids.shape,np.float32)
for i in range(N):
centroid_sums[assignments[i]] += annotations_array[i]#计算属于每一聚类类别的和
for j in range(num):
centroids[j] = centroid_sums[j]/(np.sum(assignments==j))
#前后两次的距离变化
diff = abs(distances_sum-distance_sum_pre)
#打印结果
print("iteration: {},distance: {}, diff: {}, avg_IOU: {}\n".format(iteration,distances_sum,diff,np.sum(1-distances_array)/(N*num)))
#三种情况跳出while循环:1:循环20000次,2:eps计算平均的距离很小 3:以上的情况
if (assignments==assignments_pre).all():
print("按照前后两次的得到的聚类结果是否相同结束循环\n")
break
if diff < eps:
print("按照eps结束循环\n")
break
if iteration > iterations:
print("按照迭代次数结束循环\n")
break
#记录上一次迭代
distance_sum_pre = distances_sum
assignments_pre = assignments.copy()
if __name__=='__main__':
#聚类点的个数,anchor boxes的个数
num_clusters = args.input_num_anchors
#索引出文件夹中的每一个标注文件的名字(.txt)
names = os.listdir(args.input_annotation_txt_dir)
#标注的框的宽和高
annotations_w_h = []
for name in names:
txt_path = os.path.join(args.input_annotation_txt_dir,name)
#读取txt文件中的每一行
f = open(txt_path,'r')
for line in f.readlines():
line = line.rstrip('\n')
w,h = line.split(' ')[3:]#这时读到的w,h是字符串类型
#eval()函数用来将字符串转换为数值型
annotations_w_h.append((eval(w),eval(h)))
f.close()
#将列表annotations_w_h转换为numpy中的array,尺寸是(N,2),N代表多少框
annotations_array = np.array(annotations_w_h,dtype=np.float32)
N = annotations_array.shape[0]
#对于k-means聚类,随机初始化聚类点
random_indices = [random.randrange(N) for i in range(num_clusters)]#产生随机数
centroids = annotations_array[random_indices]
#k-means聚类
k_means(annotations_array,centroids,0.00005,200000)
#对centroids按照宽排序,并写入文件
widths = centroids[:,0]
sorted_indices = np.argsort(widths)
anchors = centroids[sorted_indices]
#将anchor写入文件并保存
f_anchors = open(args.output_anchors_txt,'w')
#
for anchor in anchors:
f_anchors.write('%d,%d'%(int(anchor[0]*args.input_cfg_width),int(anchor[1]*args.input_cfg_height)))
f_anchors.write('\n')
对于以上生成anchors的具体理论,稍后添加
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
import os
import argparse
import xml.etree.ElementTree as ET
#转换
def convert(size, box):
dw = 1./(size[0])
dh = 1./(size[1])
x = (box[0] + box[1])/2.0 - 1
y = (box[2] + box[3])/2.0 - 1
w = box[1] - box[0]
h = box[3] - box[2]
x = x*dw
w = w*dw
y = y*dh
h = h*dh
return (x,y,w,h)
if __name__ == '__main__':
#
parser = argparse.ArgumentParser(description='利用该脚本文件: 1)将xml格式的标注文件转换为txt文件; 2)将图片的路径存储到txt文件中;3)根据实际情况修改脚本文件中的 classes')
parser.add_argument('--input_images_dir',required = True,help = '输入存储图片的文件夹,darkNet是从文件夹名为images的文件夹中寻找图片,如/home/images')
parser.add_argument('--input_annotations_dir',required = True,help='输入存储xml格式标注文件的文件夹,如/home/xml')
parser.add_argument('--output_txt_dir',required = True,help='输出的存储txt文件的文件夹,darkNet是从文件夹名为labels的文件夹中寻找txt文件,而且文件夹images和labels位于同一级目录下,如/home/labels')
parser.add_argument('--output_imagesdir_txt',required = True,help='输出的存储图片路径和图片名的txt文件名')
args = parser.parse_args()
#类别名
classes = ['c1','c2']
#索引出标注文件夹下的xml文件
names = os.listdir(args.input_annotations_dir)
#打开输出的txt文件
output_imagesdir_txt = open(args.output_imagesdir_txt,'w')
#创建存储xml转换为txt文件的文件夹
output_txt_dir = args.output_txt_dir
if not os.path.exists(output_txt_dir):
os.makedirs(output_txt_dir)
#循环处理
for name in names:
fileName,fileNameExtrend = os.path.splitext(name)
#写入对应的图片文件路径
output_imagesdir_txt.write(os.path.join(args.input_images_dir,fileName+'.jpg')+'\n')
#读取xml文件
xml_path = os.path.join(args.input_annotations_dir,name)
#对应的输出的txt文件
output_txt = open(os.path.join(output_txt_dir,fileName)+'.txt','w')
#输出xml文件
tree=ET.parse(xml_path)
root = tree.getroot()
size = root.find('size')
w = int(size.find('width').text)
h = int(size.find('height').text)
for obj in root.iter('object'):
difficult = obj.find('difficult').text
cls = obj.find('name').text
if cls not in classes or int(difficult)==1:
continue
cls_id = classes.index(cls)
xmlbox = obj.find('bndbox')
b = (float(xmlbox.find('xmin').text), float(xmlbox.find('xmax').text),
float(xmlbox.find('ymin').text), float(xmlbox.find('ymax').text))
bb = convert((w,h), b)
#写入txt文件,如'0 0.2 0.3 0.4 0.5'
output_txt.write(str(cls_id) + " " + " ".join([str(a) for a in bb]) + '\n')
output_txt.close()
output_imagesdir_txt.close()
用DarkNet训练数据集,在准备数据集时,有2种方式:
第1种:
darkNet训练网络时,
准备数据:
1:将图片存放在images文件夹下,
2:将txt文件存放在labels文件夹下
3:images和labels在同一目录下
darkNet会寻找images(或者JPEGimages)文件夹, 然后在统一目录下,寻找名称是labels的文件夹,该文件夹存放标注文件txt文件,如下图所示:
第2种方式:
如果没有images或者JPEGImages文件夹,那么每一张图片和对应的标注文件txt文件,要在同一目录下,如下图所示:
其中trainImage文件夹中的文件如下所示,每一张图片对应相应的标注文件: