Biu懂AI：Object Detection训练数据的Label格式

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       在CV（computer vision）中，Object detection是其中的一个核心任务，它可以在输入图像或视频中识别并框出目标。这种应用在生活中应用很多，例如停车场的车牌识别，监控的物体识别，智能驾驶的车道车辆识别等等。平常我们不会看到它是怎么框出识别物的，但是在debug模式下我们经常会看到下图这样的识别，识别到特定物体后会框出来并显示他的类别和置信度，直观得表现模型的准确性。

（图片来自于Prediction - Deci AI Documentation Hub）

        这种框框就是Object detection输出的结果，这和我们训练数据时提供的label数据差不多，只是少了置信值。模型通过对比输出结果和输入label的差异来调整模型参数。因此label的输入准不准确，决定了模型输出准不准确。

        因为不同的模型要求label的格式会有所不同，目标类型、标记方框坐标这些数据的排序；label存储的方式；有时训练数据的文件架构也要考虑，这些设置都要和训练框架匹配好才能训练出正确的模型。因此在模型训练的时候，我们要留意训练模型的要求，根据要求去调整label数据的格式。

       首先我们来了解一下label数据包含的主要数据——目标类型和标记方框坐标。目标类型主要用索引值的方式保存；方框坐标就有多种表达方式：

1. 左上角右下角（XYXY）：这种是最直观的方式，通过对角坐标画一个矩形
    
2. 左上角宽高（XYWH）：这种只有一个左上角坐标，加上宽和高之后得到右下角坐标，就能画出矩形了
    
3. 中心点宽高（CXCYWH）：这种只有一个中心点坐标，加减一半的宽和高之后也能得到左上角坐标和右下角坐标

除了格式不一样之外，还有一些会对坐标数据先进行normalized处理，还原坐标时只需要乘上图片对应的宽和高即可。例如一个数据集的坐标格式是CXCYWH，其中一个图片宽高是200*100，有一个label坐标是【0.63 0.66 0.24 0.22】，要将它转成左上右下坐标，

1. 将CX乘上图片的宽得到实际中心点x：63 * 200 = 126
    
2. 将CY乘上图片的高得到实际中心点y：66 * 100 = 66
    
3. 将W乘上图片的宽得到实际方框w：24 * 200 = 48
    
4. 将H乘上图片的高得到实际方框h：22 * 100 = 22

 

• 将实际中心点x分别减加去实际方框w的一半得到x1,x2：126 ± 48/2 = 102和150
   
• 将实际中心点y分别减加去实际方框h的一半得到y1,y2：66 ± 22/2 = 55和77
   
• 我们就能得到左上角坐标（102,55）和右下角坐标（150,77）

        label的数据格式不固定的，目标类型和标记方框坐标也可以互相调换位置。再来是文件保存格式，一般是保存在文本文档或json文档中。如果是文档格式不兼容的话，可以用python脚本去转换，现在很多训练框架也有提供转换接口。方框坐标也是这样处理。如果是在意文件架构的，也有脚本去整理。如果框架没提供方法，网络也能找到大量的例程。

        Object detection的label格式大概是这样，不同的模型或框架有不同的要求。在训练时，甄别出来，用框架api或自写脚本去设置装换。下一篇将介绍pytorch如何准备训练数据，包含label数据在哪进行转换哦。

       以上是本期博文的全部内容，如有疑问请在博文下方评论留言，我会尽快解答(o´ω`o)و。谢谢大家浏览，我们下期再见。

简单是长期努力的结果，而不是起点

                                                 —— 不是我说的

FAQ 1：数据集的格式没写明，要怎么判断他的坐标格式？

A1：标志这种也能判断：Pascal-VOC format（xyxy）COCO format（xywh）YOLO format（cxcywh）。再不行就在那张图片上把坐标画上去看看

FAQ 2：图像数据格式要匹配吗？

A2：要的，但基本是那三个通道调一下

FAQ 3：有些数据集的json文件还有别的参数，要怎么用？

A3：要根据数据集的说明再去处理

FAQ 4： json文件的label类型用了字符串表示

A4: 如果框架不能识别，就要写一张表，把字符串转成索引，这样模型才好训练

FAQ 5：为什么有些数据集的json文件只有一个，而有些是一张图片对应一个文件

A5: 只有一个文件时，文件里面会记录每个sample的文件名字和对应的label数据，必要时提取出来即可

 

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