Meet YOLO26: next-gen vision AI.

Link to this sectionxView データセット#

xView データセットは、公開されている中で最大級のオーバーヘッド画像(航空・衛星画像)データセットの一つであり、世界中の複雑なシーンをバウンディングボックスでアノテーションした画像を含んでいます。xView データセットの目的は、4つのコンピュータビジョンのフロンティアにおける進歩を加速させることです:

  1. 検出に必要な最小解像度の低減。
  2. 学習効率の向上。
  3. より多くのオブジェクトクラスの発見を可能にする。
  4. 微細なクラスの検出精度向上。

xView は Common Objects in Context (COCO) のようなチャレンジの成功に基づいています。コンピュータビジョンを活用して、宇宙から利用可能になりつつある膨大な画像を解析し、視覚的世界を新しい方法で理解し、さまざまな重要なアプリケーションに対応することを目指しています。

手動ダウンロードが必要

xView データセットは Ultralytics のスクリプトによって自動的にダウンロードされることはありません。まず公式サイトから手動でデータセットをダウンロードする必要があります:

重要: 必要なファイル(train_images.tifval_images.tifxView_train.geojson など)をダウンロードした後、それらを解凍し、正しいディレクトリ構造(通常は datasets/xView/ フォルダ配下を想定)に配置する必要があります。以下で提供されるトレーニングコマンドを実行する前に行ってください。チャレンジの指示に従ってデータセットが正しく設定されていることを確認してください。

Link to this section主な特徴#

  • xView には、60クラスにわたる100万以上のオブジェクトインスタンスが含まれています。
  • このデータセットは0.3メートルの解像度を持ち、多くの公開衛星画像データセットよりも高解像度な画像を提供します。
  • xView は、バウンディングボックスでアノテーションされた、小さく希少で微細なマルチタイプのオブジェクトを多様に収集しています。
  • TensorFlow オブジェクト検出 API を使用した事前学習済みのベースラインモデルと、PyTorch 用のサンプルが付属しています。

Link to this sectionデータセットの構造#

xView データセットは、WorldView-3 衛星によって0.3mの地上サンプリング距離で収集された衛星画像で構成されています。1,400 km² 以上の画像の中に60クラスで100万以上のオブジェクトが含まれています。このデータセットは、リモートセンシングアプリケーションや環境モニタリングにおいて特に価値があります。

Link to this sectionアプリケーション#

xView データセットは、オーバーヘッド画像におけるオブジェクト検出のためのディープラーニングモデルのトレーニングや評価に広く使用されています。データセットの多様なオブジェクトクラスと高解像度画像は、コンピュータビジョンの研究者や実務者、特に衛星画像解析を行う人々にとって貴重なリソースです。アプリケーションの例:

  • 軍事・防衛偵察
  • 都市計画および開発
  • 環境モニタリング
  • 災害対応および評価
  • インフラのマッピングと管理

Link to this sectionデータセット YAML#

YAML(Yet Another Markup Language)ファイルは、データセットの設定を定義するために使用されます。これには、データセットのパス、クラス、およびその他の関連情報が含まれます。xView データセットの場合、xView.yaml ファイルは https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml で管理されています。

ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml
# Ultralytics 🚀 AGPL-3.0 License - https://ultralytics.com/license

# DIUx xView 2018 Challenge dataset https://challenge.xviewdataset.org by U.S. National Geospatial-Intelligence Agency (NGA)
# --------  Download and extract data manually to `datasets/xView` before running the 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: xView # dataset root dir
train: images/autosplit_train.txt # train images (relative to 'path') 90% of 847 train images
val: images/autosplit_val.txt # val 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
  from pathlib import Path
  import shutil

  import numpy as np
  from PIL import Image

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

  def convert_labels(fname=Path("xView/xView_train.geojson")):
      """Convert xView GeoJSON labels to YOLO format (classes 0-59) and save them as text files."""
      path = fname.parent
      with open(fname, encoding="utf-8") as f:
          print(f"Loading {fname}...")
          data = json.load(f)

      # Make dirs
      labels = path / "labels" / "train"
      shutil.rmtree(labels, ignore_errors=True)
      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"]:
              image_id = p["image_id"]
              image_file = path / "train_images" / image_id
              if image_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 0-59
                      assert 59 >= cls >= 0, f"incorrect class index {cls}"

                      # Write YOLO label
                      if image_id not in shapes:
                          shapes[image_id] = Image.open(image_file).size
                      box = xyxy2xywhn(box[None].astype(float), w=shapes[image_id][0], h=shapes[image_id][1], clip=True)
                      with open((labels / image_id).with_suffix(".txt"), "a", encoding="utf-8") 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 {image_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")

Link to this section使用方法#

xView データセットを使用して画像サイズ640で100 エポックのモデルをトレーニングするには、以下のコードスニペットを使用できます。利用可能な引数の完全なリストについては、モデルのトレーニングページを参照してください。

学習例
from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)

# Train the model
results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)

Link to this sectionサンプルデータとアノテーション#

xView データセットには、バウンディングボックスでアノテーションされた多様なオブジェクトを含む高解像度衛星画像が含まれています。データセットのデータ例とそれに対応するアノテーションを以下に示します:

xView データセットのオーバーヘッド衛星画像とオブジェクト検出

  • オーバーヘッド画像: この画像は、オーバーヘッド画像におけるオブジェクト検出の例を示しており、オブジェクトがバウンディングボックスでアノテーションされています。データセットは、このタスクのためのモデル開発を促進するために高解像度衛星画像を提供しています。

この例は xView データセットのデータの多様性と複雑さを示しており、オブジェクト検出タスクにおける高品質な衛星画像の重要性を強調しています。

Link to this section関連データセット#

衛星画像を扱う場合、以下の関連データセットにも興味があるかもしれません:

  • DOTA-v2: 航空画像における指向性オブジェクト検出のためのデータセット
  • VisDrone: ドローンで撮影された画像におけるオブジェクト検出および追跡のためのデータセット
  • Argoverse: 3D追跡アノテーションを含む自動運転用データセット

Link to this section引用と謝辞#

研究や開発作業で xView データセットを使用する場合は、以下の論文を引用してください:

引用
@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}
}

Defense Innovation Unit (DIU) および xView データセットの作成者に、コンピュータビジョン研究コミュニティへの多大な貢献に感謝いたします。xView データセットとその作成者についての詳細は、xView データセットのウェブサイトをご覧ください。

Link to this sectionよくある質問 (FAQ)#

Link to this sectionxView データセットとは何ですか?また、どのようにコンピュータビジョン研究に貢献しますか?#

xView データセットは、公開されている中で最大級の高解像度オーバーヘッド画像コレクションの一つであり、60クラスにわたる100万以上のオブジェクトインスタンスを含んでいます。これは、検出のための最小解像度の低減、学習効率の向上、より多くのオブジェクトクラスの発見、微細なオブジェクト検出の推進など、コンピュータビジョン研究の様々な側面を強化するように設計されています。

Link to this sectionUltralytics YOLO を使用して xView データセットでモデルをトレーニングするにはどうすればよいですか?#

Ultralytics YOLO を使用して xView データセットでモデルをトレーニングするには、次の手順に従います:

学習例
from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO("yolo26n.pt")  # load a pretrained model (recommended for training)

# Train the model
results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)

詳細な引数と設定については、モデルのトレーニングページを参照してください。

Link to this sectionxView データセットの主な特徴は何ですか?#

xView データセットは、その包括的な機能によって際立っています:

  • 60の異なるクラスにわたる100万以上のオブジェクトインスタンス。
  • 0.3メートルの高解像度画像。
  • 小さく、希少で、微細なオブジェクトを含む多様なオブジェクトタイプ。すべてがバウンディングボックスでアノテーションされています。
  • 事前学習済みのベースラインモデルの利用と、TensorFlow および PyTorch のサンプル。

Link to this sectionxView のデータセット構造はどうなっていますか?また、どのようにアノテーションされていますか?#

xView データセットには、WorldView-3 衛星によって0.3mの地上サンプリング距離で撮影された高解像度衛星画像が含まれており、約1,400 km² のアノテーション済み画像の中に60の異なるクラスにわたる100万以上のオブジェクトをカバーしています。各オブジェクトはバウンディングボックスでラベル付けされており、オーバーヘッドビューでのオブジェクト検出のためのディープラーニングモデルのトレーニングと評価に最適です。詳細な内訳については、データセット構造セクションを参照してください。

Link to this section研究で xView データセットを引用するにはどうすればよいですか?#

研究で xView データセットを利用する場合は、以下の論文を引用してください:

引用
@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}
}

xView データセットの詳細については、公式の xView データセットのウェブサイトをご覧ください。

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