Набор данных VOC

Набор данных PASCAL VOC (Visual Object Classes) — это хорошо известный набор данных для обнаружения объектов, сегментации и классификации. Он разработан для стимулирования исследований по широкому спектру категорий объектов и обычно используется для оценки моделей компьютерного зрения. Это важный набор данных для исследователей и разработчиков, работающих над задачами обнаружения объектов, сегментации и классификации.

Основные характеристики

• Набор данных VOC включает в себя два основных соревнования: VOC2007 и VOC2012.
• Набор данных включает 20 категорий объектов, в том числе распространенные объекты, такие как автомобили, велосипеды и животные, а также более специфические категории, такие как лодки, диваны и обеденные столы.
• Аннотации включают ограничивающие рамки объектов и метки классов для задач обнаружения и классификации объектов, а также маски сегментации для задач сегментации.
• VOC предоставляет стандартизированные метрики оценки, такие как средняя точность (mAP) для обнаружения и классификации объектов, что делает его подходящим для сравнения производительности моделей.

Структура набора данных

Датасет VOC разделен на три подмножества:

1. Train: Этот поднабор содержит изображения для обучения моделей обнаружения объектов, сегментации и классификации.
2. Валидация: Этот поднабор содержит изображения, используемые для целей валидации во время обучения модели.
3. Test: Этот поднабор состоит из изображений, используемых для тестирования и оценки обученных моделей. Ground truth аннотации для этого подмножества общедоступны, и результаты отправляются на сервер оценки PASCAL VOC для оценки производительности.

Приложения

Набор данных VOC широко используется для обучения и оценки моделей глубокого обучения в задачах обнаружения объектов (таких как Ultralytics YOLO, Faster R-CNN и SSD), сегментации экземпляров (таких как Mask R-CNN) и классификации изображений. Разнообразный набор категорий объектов, большое количество аннотированных изображений и стандартизированные метрики оценки делают его важным ресурсом для исследователей и практиков в области компьютерного зрения.

YAML-файл набора данных

YAML-файл (Yet Another Markup Language) используется для определения конфигурации набора данных. Он содержит информацию о путях к набору данных, классах и другую важную информацию. В случае набора данных VOC, VOC.yaml файл поддерживается по адресу https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/VOC.yaml.

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

# PASCAL VOC dataset http://host.robots.ox.ac.uk/pascal/VOC by University of Oxford
# Documentation: # Documentation: https://docs.ultralytics.com/datasets/detect/voc/
# Example usage: yolo train data=VOC.yaml
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── VOC ← downloads here (2.8 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: VOC
train: # train images (relative to 'path') 16551 images
  - images/train2012
  - images/train2007
  - images/val2012
  - images/val2007
val: # val images (relative to 'path') 4952 images
  - images/test2007
test: # test images (optional)
  - images/test2007

# Classes
names:
  0: aeroplane
  1: bicycle
  2: bird
  3: boat
  4: bottle
  5: bus
  6: car
  7: cat
  8: chair
  9: cow
  10: diningtable
  11: dog
  12: horse
  13: motorbike
  14: person
  15: pottedplant
  16: sheep
  17: sofa
  18: train
  19: tvmonitor

# Download script/URL (optional) ---------------------------------------------------------------------------------------
download: |
  import xml.etree.ElementTree as ET
  from pathlib import Path

  from ultralytics.utils.downloads import download
  from ultralytics.utils import TQDM

  def convert_label(path, lb_path, year, image_id):
      """Converts XML annotations from VOC format to YOLO format by extracting bounding boxes and class IDs."""

      def convert_box(size, box):
          dw, dh = 1.0 / size[0], 1.0 / size[1]
          x, y, w, h = (box[0] + box[1]) / 2.0 - 1, (box[2] + box[3]) / 2.0 - 1, box[1] - box[0], box[3] - box[2]
          return x * dw, y * dh, w * dw, h * dh

      in_file = open(path / f"VOC{year}/Annotations/{image_id}.xml")
      out_file = open(lb_path, "w")
      tree = ET.parse(in_file)
      root = tree.getroot()
      size = root.find("size")
      w = int(size.find("width").text)
      h = int(size.find("height").text)

      names = list(yaml["names"].values())  # names list
      for obj in root.iter("object"):
          cls = obj.find("name").text
          if cls in names and int(obj.find("difficult").text) != 1:
              xmlbox = obj.find("bndbox")
              bb = convert_box((w, h), [float(xmlbox.find(x).text) for x in ("xmin", "xmax", "ymin", "ymax")])
              cls_id = names.index(cls)  # class id
              out_file.write(" ".join(str(a) for a in (cls_id, *bb)) + "\n")


  # Download
  dir = Path(yaml["path"])  # dataset root dir
  url = "https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v0.0.0/"
  urls = [
      f"{url}VOCtrainval_06-Nov-2007.zip",  # 446MB, 5012 images
      f"{url}VOCtest_06-Nov-2007.zip",  # 438MB, 4953 images
      f"{url}VOCtrainval_11-May-2012.zip",  # 1.95GB, 17126 images
  ]
  download(urls, dir=dir / "images", threads=3, exist_ok=True)  # download and unzip over existing (required)

  # Convert
  path = dir / "images/VOCdevkit"
  for year, image_set in ("2012", "train"), ("2012", "val"), ("2007", "train"), ("2007", "val"), ("2007", "test"):
      imgs_path = dir / "images" / f"{image_set}{year}"
      lbs_path = dir / "labels" / f"{image_set}{year}"
      imgs_path.mkdir(exist_ok=True, parents=True)
      lbs_path.mkdir(exist_ok=True, parents=True)

      with open(path / f"VOC{year}/ImageSets/Main/{image_set}.txt") as f:
          image_ids = f.read().strip().split()
      for id in TQDM(image_ids, desc=f"{image_set}{year}"):
          f = path / f"VOC{year}/JPEGImages/{id}.jpg"  # old img path
          lb_path = (lbs_path / f.name).with_suffix(".txt")  # new label path
          f.rename(imgs_path / f.name)  # move image
          convert_label(path, lb_path, year, id)  # convert labels to YOLO format

Использование

Чтобы обучить модель YOLO11n на наборе данных VOC в течение 100 эпох с размером изображения 640, вы можете использовать следующие фрагменты кода. Для получения полного списка доступных аргументов обратитесь к странице Обучение модели.

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="VOC.yaml", epochs=100, imgsz=640)

# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=VOC.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

Примеры изображений и аннотации

Набор данных VOC содержит разнообразный набор изображений с различными категориями объектов и сложными сценами. Вот несколько примеров изображений из набора данных вместе с соответствующими аннотациями:

• Скомпилированное изображение: Это изображение демонстрирует пакет обучения, состоящий из скомпилированных изображений набора данных. Компиляция — это метод, используемый во время обучения, который объединяет несколько изображений в одно изображение, чтобы увеличить разнообразие объектов и сцен в каждом пакете обучения. Это помогает улучшить способность модели обобщать различные размеры объектов, соотношения сторон и контексты.

Этот пример демонстрирует разнообразие и сложность изображений в наборе данных VOC и преимущества использования мозаики в процессе обучения.

Цитирование и благодарности

Если вы используете набор данных VOC в своих исследованиях или разработках, пожалуйста, сошлитесь на следующую статью:

@misc{everingham2010pascal,
      title={The PASCAL Visual Object Classes (VOC) Challenge},
      author={Mark Everingham and Luc Van Gool and Christopher K. I. Williams and John Winn and Andrew Zisserman},
      year={2010},
      eprint={0909.5206},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.CV}
}

Мы хотели бы выразить признательность консорциуму PASCAL VOC за создание и поддержку этого ценного ресурса для сообщества компьютерного зрения. Для получения дополнительной информации о наборе данных VOC и его создателях посетите веб-сайт набора данных PASCAL VOC.

Часто задаваемые вопросы

Что такое набор данных PASCAL VOC и почему он важен для задач компьютерного зрения?

Набор данных PASCAL VOC (Visual Object Classes) — это известный эталон для обнаружения объектов, сегментации и классификации в компьютерном зрении. Он включает в себя исчерпывающие аннотации, такие как ограничивающие рамки, метки классов и маски сегментации, по 20 различным категориям объектов. Исследователи широко используют его для оценки производительности таких моделей, как Faster R-CNN, YOLO и Mask R-CNN, благодаря стандартизированным метрикам оценки, таким как средняя точность (mAP).

Как обучить модель YOLO11, используя набор данных VOC?

Чтобы обучить модель YOLO11 с набором данных VOC, вам потребуется конфигурация набора данных в YAML-файле. Вот пример запуска обучения модели YOLO11n в течение 100 эпох с размером изображения 640:

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="VOC.yaml", epochs=100, imgsz=640)

# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=VOC.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640

Каковы основные проблемы, включенные в набор данных VOC?

Датасет VOC включает в себя два основных соревнования: VOC2007 и VOC2012. Эти соревнования проверяют возможности обнаружения объектов, сегментации и классификации по 20 различным категориям объектов. Каждое изображение тщательно аннотировано ограничивающими рамками, метками классов и масками сегментации. Соревнования предоставляют стандартизированные метрики, такие как mAP, что облегчает сравнение и оценку различных моделей компьютерного зрения.

Как датасет PASCAL VOC улучшает сравнительный анализ и оценку моделей?

Набор данных PASCAL VOC улучшает сравнительный анализ и оценку моделей благодаря своим подробным аннотациям и стандартизированным метрикам, таким как средняя точность (mAP). Эти метрики имеют решающее значение для оценки производительности моделей обнаружения и классификации объектов. Разнообразные и сложные изображения в наборе данных обеспечивают всестороннюю оценку модели в различных реальных сценариях.

Как использовать набор данных VOC для семантической сегментации в моделях YOLO?

Чтобы использовать набор данных VOC для задач семантической сегментации с моделями YOLO, вам необходимо правильно настроить набор данных в файле YAML. Файл YAML определяет пути и классы, необходимые для обучения моделей сегментации. Проверьте файл конфигурации YAML набора данных VOC по адресу VOC.yaml для детальной настройки. Для задач сегментации следует использовать модель, предназначенную специально для сегментации, например, yolo11n-seg.pt вместо модели обнаружения.

📅 Создано 1 год назад ✏️ Обновлено 5 месяцев назад

Комментарии