تخطي إلى المحتوى

مجموعة بيانات xView

تُعد مجموعة بيانات xView واحدة من أكبر مجموعات البيانات المتاحة للجمهور من الصور العلوية التي تحتوي على صور من مشاهد معقدة حول العالم مشروحة باستخدام المربعات المحدودة. الهدف من مجموعة بيانات xView هو تسريع التقدم في أربعة مجالات للرؤية الحاسوبية:

  1. تقليل الحد الأدنى من الدقة للكشف.
  2. تحسين كفاءة التعلم.
  3. تمكين اكتشاف المزيد من فئات الكائنات.
  4. تحسين اكتشاف الفئات الدقيقة.

تعتمد xView على النجاح الذي حققته تحديات مثل "الأجسام المشتركة في السياق" (COCO) وتهدف إلى الاستفادة من الرؤية الحاسوبية لتحليل الكم المتزايد من الصور المتاحة من الفضاء من أجل فهم العالم المرئي بطرق جديدة ومعالجة مجموعة من التطبيقات المهمة.

الميزات الرئيسية

  • يحتوي xView على أكثر من مليون مثيل كائن عبر 60 فئة.
  • تبلغ دقة مجموعة البيانات 0.3 متر، مما يوفر صورًا بدقة أعلى من معظم مجموعات بيانات صور الأقمار الصناعية العامة.
  • يتميز xView بمجموعة متنوعة من الكائنات الصغيرة والنادرة والدقيقة ومتعددة الأنواع مع شرح الصندوق المحيط.
  • يأتي مع نموذج أساسي تم تدريبه مسبقًا باستخدام واجهة برمجة تطبيقات اكتشاف الكائنات TensorFlow ومثال على PyTorch.

هيكلية مجموعة البيانات

تتألف مجموعة بيانات xView من صور الأقمار الصناعية التي تم جمعها من الأقمار الصناعية WorldView-3 على مسافة 0.3 متر من عينة أرضية. وتحتوي على أكثر من مليون جسم عبر 60 فئة في أكثر من 1,400 كيلومتر مربع من الصور.

التطبيقات

تُستخدم مجموعة بيانات xView على نطاق واسع لتدريب وتقييم نماذج التعلّم العميق للكشف عن الأجسام في الصور العلوية. إن مجموعة البيانات المتنوعة من فئات الكائنات والصور عالية الدقة تجعلها موردًا قيّمًا للباحثين والممارسين في مجال الرؤية الحاسوبية، خاصةً لتحليل صور الأقمار الصناعية.

مجموعة البيانات YAML

يُستخدم ملف YAML (لغة ترميز أخرى) لتحديد تكوين مجموعة البيانات. وهو يحتوي على معلومات حول مسارات مجموعة البيانات وفئاتها والمعلومات الأخرى ذات الصلة. في حالة مجموعة بيانات xView، فإن ملف xView.yaml يتم الاحتفاظ بالملف في https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml.

ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml

# Ultralytics YOLO 🚀, AGPL-3.0 license
# DIUx xView 2018 Challenge https://challenge.xviewdataset.org by U.S. National Geospatial-Intelligence Agency (NGA)
# --------  DOWNLOAD DATA MANUALLY and jar xf val_images.zip to 'datasets/xView' before running train command!  --------
# Documentation: https://docs.ultralytics.com/datasets/detect/xview/
# Example usage: yolo train data=xView.yaml
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── xView  ← downloads here (20.7 GB)

# Train/val/test sets as 1) dir: path/to/imgs, 2) file: path/to/imgs.txt, or 3) list: [path/to/imgs1, path/to/imgs2, ..]
path: ../datasets/xView # dataset root dir
train: images/autosplit_train.txt # train images (relative to 'path') 90% of 847 train images
val: images/autosplit_val.txt # train images (relative to 'path') 10% of 847 train images

# Classes
names:
  0: Fixed-wing Aircraft
  1: Small Aircraft
  2: Cargo Plane
  3: Helicopter
  4: Passenger Vehicle
  5: Small Car
  6: Bus
  7: Pickup Truck
  8: Utility Truck
  9: Truck
  10: Cargo Truck
  11: Truck w/Box
  12: Truck Tractor
  13: Trailer
  14: Truck w/Flatbed
  15: Truck w/Liquid
  16: Crane Truck
  17: Railway Vehicle
  18: Passenger Car
  19: Cargo Car
  20: Flat Car
  21: Tank car
  22: Locomotive
  23: Maritime Vessel
  24: Motorboat
  25: Sailboat
  26: Tugboat
  27: Barge
  28: Fishing Vessel
  29: Ferry
  30: Yacht
  31: Container Ship
  32: Oil Tanker
  33: Engineering Vehicle
  34: Tower crane
  35: Container Crane
  36: Reach Stacker
  37: Straddle Carrier
  38: Mobile Crane
  39: Dump Truck
  40: Haul Truck
  41: Scraper/Tractor
  42: Front loader/Bulldozer
  43: Excavator
  44: Cement Mixer
  45: Ground Grader
  46: Hut/Tent
  47: Shed
  48: Building
  49: Aircraft Hangar
  50: Damaged Building
  51: Facility
  52: Construction Site
  53: Vehicle Lot
  54: Helipad
  55: Storage Tank
  56: Shipping container lot
  57: Shipping Container
  58: Pylon
  59: Tower

# Download script/URL (optional) ---------------------------------------------------------------------------------------
download: |
  import json
  import os
  from pathlib import Path

  import numpy as np
  from PIL import Image
  from tqdm import tqdm

  from ultralytics.data.utils import autosplit
  from ultralytics.utils.ops import xyxy2xywhn


  def convert_labels(fname=Path('xView/xView_train.geojson')):
      # Convert xView geoJSON labels to YOLO format
      path = fname.parent
      with open(fname) as f:
          print(f'Loading {fname}...')
          data = json.load(f)

      # Make dirs
      labels = Path(path / 'labels' / 'train')
      os.system(f'rm -rf {labels}')
      labels.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

      # xView classes 11-94 to 0-59
      xview_class2index = [-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, 1, 2, -1, 3, -1, 4, 5, 6, 7, 8, -1, 9, 10, 11,
                           12, 13, 14, 15, -1, -1, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, -1, 23, 24, 25, -1, 26, 27, -1, 28, -1,
                           29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, -1, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, -1, -1, -1, -1, 46,
                           47, 48, 49, -1, 50, 51, -1, 52, -1, -1, -1, 53, 54, -1, 55, -1, -1, 56, -1, 57, -1, 58, 59]

      shapes = {}
      for feature in tqdm(data['features'], desc=f'Converting {fname}'):
          p = feature['properties']
          if p['bounds_imcoords']:
              id = p['image_id']
              file = path / 'train_images' / id
              if file.exists():  # 1395.tif missing
                  try:
                      box = np.array([int(num) for num in p['bounds_imcoords'].split(",")])
                      assert box.shape[0] == 4, f'incorrect box shape {box.shape[0]}'
                      cls = p['type_id']
                      cls = xview_class2index[int(cls)]  # xView class to 0-60
                      assert 59 >= cls >= 0, f'incorrect class index {cls}'

                      # Write YOLO label
                      if id not in shapes:
                          shapes[id] = Image.open(file).size
                      box = xyxy2xywhn(box[None].astype(np.float), w=shapes[id][0], h=shapes[id][1], clip=True)
                      with open((labels / id).with_suffix('.txt'), 'a') as f:
                          f.write(f"{cls} {' '.join(f'{x:.6f}' for x in box[0])}\n")  # write label.txt
                  except Exception as e:
                      print(f'WARNING: skipping one label for {file}: {e}')


  # Download manually from https://challenge.xviewdataset.org
  dir = Path(yaml['path'])  # dataset root dir
  # urls = ['https://d307kc0mrhucc3.cloudfront.net/train_labels.zip',  # train labels
  #         'https://d307kc0mrhucc3.cloudfront.net/train_images.zip',  # 15G, 847 train images
  #         'https://d307kc0mrhucc3.cloudfront.net/val_images.zip']  # 5G, 282 val images (no labels)
  # download(urls, dir=dir)

  # Convert labels
  convert_labels(dir / 'xView_train.geojson')

  # Move images
  images = Path(dir / 'images')
  images.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
  Path(dir / 'train_images').rename(dir / 'images' / 'train')
  Path(dir / 'val_images').rename(dir / 'images' / 'val')

  # Split
  autosplit(dir / 'images' / 'train')

الاستخدام

لتدريب نموذجٍ على مجموعة بيانات xView لـ 100 حقبة زمنية بحجم صورة 640، يمكنك استخدام مقتطفات التعليمات البرمجية التالية. للحصول على قائمة شاملة بالوسائط المتاحة، راجع صفحة تدريب النموذج.

مثال على القطار

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo11n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)

# Train the model
results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)
# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=xView.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

عينة من البيانات والشروح

تحتوي مجموعة بيانات xView على صور أقمار صناعية عالية الدقة مع مجموعة متنوعة من الأجسام المشروحة باستخدام المربعات المحدودة. فيما يلي بعض الأمثلة على البيانات من مجموعة البيانات، إلى جانب التعليقات التوضيحية المقابلة لها:

صورة عينة مجموعة البيانات

  • صور علوية: توضّح هذه الصورة مثالاً للكشف عن الأجسام في الصور العلوية، حيث يتم تحديد الأجسام بمربعات محدّدة. توفر مجموعة البيانات صور أقمار صناعية عالية الدقة لتسهيل تطوير نماذج لهذه المهمة.

يعرض هذا المثال تنوع وتعقيد البيانات في مجموعة بيانات xView ويسلط الضوء على أهمية صور الأقمار الصناعية عالية الجودة لمهام اكتشاف الأجسام.

الاستشهادات والشكر والتقدير

إذا كنت تستخدم مجموعة بيانات xView في عملك البحثي أو التطويري، يُرجى الاستشهاد بالورقة التالية:

@misc{lam2018xview,
      title={xView: Objects in Context in Overhead Imagery},
      author={Darius Lam and Richard Kuzma and Kevin McGee and Samuel Dooley and Michael Laielli and Matthew Klaric and Yaroslav Bulatov and Brendan McCord},
      year={2018},
      eprint={1802.07856},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.CV}
}

نود أن نشكر وحدة الابتكار الدفاعي (DIU) ومنشئي مجموعة بيانات xView على مساهمتهم القيّمة في مجتمع أبحاث الرؤية الحاسوبية. لمزيد من المعلومات حول مجموعة بيانات xView ومنشئيها، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني لمجموعة بيانات xView.

الأسئلة الشائعة

ما هي مجموعة بيانات xView وكيف تفيد أبحاث الرؤية الحاسوبية؟

تُعد مجموعة بيانات xView واحدة من أكبر المجموعات المتاحة للجمهور من الصور العلوية عالية الدقة، وتحتوي على أكثر من مليون حالة كائن عبر 60 فئة. وهي مصممة لتعزيز جوانب مختلفة من أبحاث الرؤية الحاسوبية مثل تقليل الحد الأدنى من الدقة للكشف، وتحسين كفاءة التعلم، واكتشاف المزيد من فئات الأجسام، وتطوير الكشف عن الأجسام بدقة عالية.

كيف يمكنني استخدام Ultralytics YOLO لتدريب نموذج على مجموعة بيانات xView؟

لتدريب نموذج على مجموعة بيانات xView باستخدام Ultralytics YOLO ، اتبع الخطوات التالية:

مثال على القطار

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo11n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)

# Train the model
results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)
# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=xView.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

للحصول على الحجج والإعدادات التفصيلية، راجع صفحة تدريب النموذج.

ما هي الميزات الرئيسية لمجموعة بيانات xView؟

تبرز مجموعة بيانات xView بسبب مجموعة ميزاتها الشاملة:

  • أكثر من مليون مثيل كائن عبر 60 فئة مختلفة.
  • صور عالية الدقة عند 0.3 متر.
  • أنواع متنوعة من الكائنات بما في ذلك الكائنات الصغيرة والنادرة والدقيقة، وكلها مشروحة بمربعات محددة.
  • توفر نموذج أساسي مُدرَّب مسبقًا وأمثلة في TensorFlow و PyTorch.

ما هي بنية مجموعة بيانات xView، وكيف يتم شرحها؟

وتتألف مجموعة بيانات xView من صور أقمار صناعية عالية الدقة تم جمعها من الأقمار الصناعية WorldView-3 على مسافة 0.3 متر من عينة أرضية. وتشمل أكثر من مليون كائن عبر 60 فئة في حوالي 1400 كيلومتر مربع من الصور. كل كائن ضمن مجموعة البيانات مشروح بمربعات محدّدة، مما يجعلها مثالية لتدريب وتقييم نماذج التعلّم العميق لاكتشاف الأجسام في الصور العلوية. للحصول على نظرة عامة مفصّلة، يمكنك الاطلاع على قسم بنية مجموعة البيانات هنا.

كيف يمكنني الاستشهاد بمجموعة بيانات xView في بحثي؟

إذا كنت تستخدم مجموعة بيانات xView في بحثك، يرجى الاستشهاد بالورقة التالية:

@misc{lam2018xview,
    title={xView: Objects in Context in Overhead Imagery},
    author={Darius Lam and Richard Kuzma and Kevin McGee and Samuel Dooley and Michael Laielli and Matthew Klaric and Yaroslav Bulatov and Brendan McCord},
    year={2018},
    eprint={1802.07856},
    archivePrefix={arXiv},
    primaryClass={cs.CV}
}

لمزيد من المعلومات حول مجموعة بيانات xView، يرجى زيارة الموقع الإلكتروني الرسمي لمجموعة بيانات xView.

📅 تم إنشاؤها منذ 1 سنة مضت ✏️ تم التحديث منذ 2 شهر

التعليقات