Übersicht über Datensätze zur Tiefenschätzung#

Bei der monokularen Tiefenschätzung wird jedem Pixel eines Bildes ein Tiefenwert in Metern zugewiesen. Tiefenzielwerte verwenden entweder skalierte 16-Bit-Graustufen-PNGs oder Gleitkomma-NPY-Arrays in Metern.

Dieser Leitfaden erklärt das von den Ultralytics YOLO-Modellen zur Tiefenschätzung verwendete Datensatzformat und führt die integrierten Datensatzkonfigurationen auf, die für Training und Validierung verfügbar sind.

Unterstütztes Datensatzformat#

Format der Tiefenkarte#

Jedes Trainingsbeispiel besteht aus einem RGB-Bild und einer zugehörigen Tiefendatei. PNG-Werte werden durch die optionale Datensatzskalierung auf Ebene depth_scale geteilt, um Meter zu erhalten. Der Standardwert ist 1000, daher entspricht ein Wert von 1500 1.5 Metern. Der Code 0 bedeutet ungültig; PNGs benötigen keine eingebetteten Metadaten.

• Tiefendateien verwenden .png (bevorzugt) oder .npy. PNG-Karten müssen 2D-Graustufenbilder vom Typ uint16 sein. NPY-Arrays müssen 2D und Gleitkommawerte enthalten, die in Metern angegeben sind.
• Setze depth_scale nur, wenn PNGs nicht die standardmäßige Millimeterkonvention verwenden. KITTI verwendet beispielsweise 256, während Virtual KITTI 2 100 verwendet.
• Jede Tiefendatei sollte denselben Stammnamen wie die zugehörige Bilddatei haben (z. B. gehört scene_001.png zu scene_001.jpg).
• Tiefenkarten dürfen kleiner als ihre RGB-Bilder sein, solange das Seitenverhältnis übereinstimmt; beim Training werden sie im Arbeitsspeicher skaliert.
• Der Datensatzlader findet Tiefendateien, indem er die Verzeichniskomponente images durch depth ersetzt, .png bevorzugt und auf .npy zurückgreift.
• Pixel mit der Tiefe ≤ 0 werden als ungültig behandelt und von der Berechnung des Verlusts und der Metriken ausgeschlossen.

Da der Code 0 für ungültige Pixel reserviert ist, stellt ein uint16-PNG 65.535 positive Tiefenwerte bereit. Die Skalierung steuert sowohl die Genauigkeit als auch den Wertebereich:

Dies sind Speichergrenzen und keine empfohlenen Obergrenzen für das Training. Ein Datensatz kann unabhängig davon einen kleineren Wert für max_depth zur Kalibrierung des Verlusts oder zur Auswertung festlegen.

Das Standardlayout bewahrt Bilder und Tiefenkarten in parallelen Verzeichnissen auf:

dataset/
├── images/
│   ├── train/
│   └── val/
└── depth/
    ├── train/
    └── val/

Beispielsweise wird ein Bild unter images/train/scene_001.jpg mit einer Tiefenkarte unter depth/train/scene_001.png verknüpft.

YAML-Format für Datensätze#

Datensätze zur Tiefenschätzung werden mit YAML-Dateien konfiguriert. Die wichtigsten Felder sind:

# Ultralytics 🚀 AGPL-3.0 License - https://ultralytics.com/license

# NYU Depth V2 dataset for monocular depth estimation
# Documentation: https://cs.nyu.edu/~fergus/datasets/nyu_depth_v2.html
# 795 train + 654 val (Eigen test split) images, 480x640, indoor scenes, depth in meters
# Example usage: yolo depth train data=nyu-depth.yaml model=yolo26n-depth.pt
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── nyu-depth-png  ← downloads here (≈1.5 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: nyu-depth-png # dataset root dir (relative to Ultralytics settings 'datasets_dir')
train: images/train # train images (relative to 'path') 795 images
val: images/val # val images (relative to 'path') 654 images

# Depth maps are paired uint16 millimeter PNGs under depth/<split>/, resolved by
# swapping '/images/' -> '/depth/' on each image path.

# Classes
nc: 1
names:
  0: depth

channels: 3
depth_scale: 1000

# Download script/URL (optional)
download: https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v0.0.0/nyu-depth-png.zip

Verwendung#

Trainiere ein YOLO26-Modell zur Tiefenschätzung mit Python oder der CLI:

from ultralytics import YOLO

# Load a pretrained depth model
model = YOLO("yolo26n-depth.pt")

# Train on the NYU Depth V2 dataset
results = model.train(data="nyu-depth.yaml", epochs=100, imgsz=640)

Unterstützte Datensätze#

Die YOLO26-Modelle zur Tiefenschätzung werden auf einer umfangreichen Mischung mehrerer Datensätze (~2,19 Mio. Bilder) vortrainiert, die Innenbereiche (≤10 m) bis hin zu Außenbereichen (~80 m) abdeckt, und anschließend ohne zusätzliches Training über fünf Benchmarks hinweg evaluiert. Jeder Datensatz hat eine eigene Seite:

Fehlerbehebung

• Depth8 — 8 SUN RGB-D-Bilder in einem 1,3 MB großen, automatisch heruntergeladenen Archiv für schnelle Tests der Verarbeitungspipeline

Quellen für das Vortraining

• ARKitScenes — reale Innenbereiche, Apple ARKit LiDAR (größte reale Quelle)
• SUN RGB-D — reale Innenbereiche, RGB-D-Daten aus mehreren Sensoren
• DIODE — reale Innen- und Außenbereiche, dichte Referenzdaten eines Laserscanners
• Hypersim — synthetische fotorealistische Innenbereiche
• TartanAir — synthetisch, vielfältige Umgebungen
• Virtual KITTI 2 — synthetische Außenbereiche für das Fahren
• KITTI — reale Außenbereiche für das Fahren, Velodyne LiDAR (auch ein Evaluierungsbenchmark)
• ImageNet (pseudo-gelabelt) — durch Pseudolabels gekennzeichneter Destillationsdatensatz, größte Einzelquelle

Evaluierungsbenchmarks

• NYU Depth V2 — primärer Benchmark für Innenbereiche
• KITTI Eigen — Benchmark für das Fahren im Außenbereich
• ETH3D — Innen- und Außenbereiche mit hoher Präzision
• Make3D — Außenbereiche, außerhalb der Trainingsverteilung
• iBims-1 — hochwertige Innenbereiche (Kanten und ebene Oberflächen)

Die Genauigkeit der einzelnen Modelle auf diesen Benchmarks und die herunterladbaren vortrainierten Gewichte sind auf der Aufgabenseite zur Tiefenschätzung aufgeführt. Eine Datensatz-YAML-Datei, deren Feld train mehrere Bildverzeichnisse auflistet, kombiniert diese Quellen für das Training mit großen gemischten Datensätzen.

Eigenen Datensatz hinzufügen#

1. Speichere RGB-Bilder in Teilmengenverzeichnissen wie images/train und images/val.
2. Speichere für jedes Bild eine Tiefen-PNG- oder NPY-Datei in den entsprechenden Ordnern depth/train und depth/val und verwende dabei denselben Stammnamen wie für das Bild. Verwende save_depth_png(), um Meter-Arrays in kompakte Millimeter-PNGs umzuwandeln.
3. Stelle sicher, dass die dekodierten Tiefenwerte in Metern angegeben sind und ungültige oder fehlende Pixel 0 oder negative Werte verwenden.
4. Erstelle eine Dataset-YAML mit path, train, val, nc: 1 und names: {0: depth}.

path: path/to/my-depth-dataset
train: images/train
val: images/val

nc: 1
names:
    0: depth

# Optional: PNG integer units per meter (default 1000)
depth_scale: 1000

FAQ#