Ultralytics YOLO27:
Get Started

xView Veri Kümesi#

xView veri kümesi, nesne algılama için halka açık en büyük uydu görüntüsü kıyaslamalarından biridir. 0,3 m çözünürlüklü WorldView-3 görüntülerinin 1.400 km²'den geniş alanında, 60 sınıfa ait 1 milyondan fazla nesne örneği sınırlayıcı kutularla etiketlenmiştir. Veri kümesi, ABD Ulusal Jeouzamsal-İstihbarat Ajansı (NGA) tarafından düzenlenen DIUx xView 2018 Challenge için yayımlanmıştır ve yaklaşık 20,7 GB'lık manuel indirme gerektirir.

Veri kümesi, bilgisayarlı görü alanında dört sınırı ileri taşımak amacıyla oluşturuldu:

  1. Algılama için gereken en düşük çözünürlüğü azaltmak.
  2. Öğrenme verimliliğini artırmak.
  3. Daha fazla nesne sınıfının keşfedilmesini sağlamak.
  4. İnce ayrıntılı sınıfların algılanmasını iyileştirmek.

COCO gibi kıyaslamaları temel alan xView, nesnelerin yer seviyesinden çekilen fotoğraflara kıyasla çok daha küçük ve yoğun olduğu havadan görüntülere odaklanır.

Manuel İndirme Gerekli

xView veri kümesi otomatik olarak indirilmez. train_images.zip (~15 GB), train_labels.zip ve val_images.zip (~5 GB) dosyalarını indirmek için DIUx xView 2018 Challenge web sitesine kaydol, ardından içerikleri datasets/xView/ dizininin altına çıkar; böylece dizin şunları içerir:

datasets/xView/
├── train_images/          # 847 TIF satellite images
├── val_images/            # 282 TIF images (no public labels)
└── xView_train.geojson    # bounding-box annotations

İlk eğitim çalıştırmasında Ultralytics, GeoJSON açıklamalarını YOLO biçimine dönüştürür ve etiketli görüntüleri eğitim ve doğrulama kümelerine otomatik olarak yaklaşık 90/10 oranında böler — elle dönüştürme gerekmez.

Temel Özellikler#

  • İnce ayrıntılı sınıflar: Hava araçları, taşıtlar, demir yolu araçları, deniz araçları, inşaat ekipmanları ve binaları kapsayan 60 nesne sınıfı — bunların çoğu küçük, nadir ve görsel olarak birbirine benzer.
  • Yüksek çözünürlük: WorldView-3 uydularından elde edilen 0,3 m yer örnekleme aralığı.
  • Yoğun açıklama: 1.400 km²'den geniş bir görüntü alanında 1 milyondan fazla nesne örneği; tümü yatay sınırlayıcı kutularla etiketlenmiştir.
  • Otomatik dönüştürme: Ultralytics indirme betiği, ilk kullanımda özgün GeoJSON etiketlerini YOLO biçimine dönüştürür ve eğitim/doğrulama bölmesini oluşturur.

Veri Kümesi Yapısı#

xView görüntüleri TIF biçimindeki büyük uydu sahneleridir ve yalnızca 847 eğitim görüntüsü herkese açık etiketlerle birlikte sunulur — 282 görüntülük yarışma doğrulama kümesinde etiket yoktur. Bu nedenle Ultralytics xView.yaml yapılandırması, ilk kullanımda etiketli görüntüleri otomatik olarak böler:

BölümGörüntülerAçıklama
Eğit847'nin ~%90'ıautosplit_train.txt içinde listelenen ve ilk çalıştırmada oluşturulan etiketli görüntüler
Doğrulama847'nin ~%10'uautosplit_val.txt içinde listelenen ve değerlendirme için kullanılan etiketli görüntüler

60 sınıf; Sabit Kanatlı Hava Aracı, Kargo Uçağı, Küçük Araba, Otobüs, Lokomotif, Deniz Taşıtı, Ekskavatör, Bina, Uçak Hangarı ve Depolama Tankı gibi ince ayrıntılı kategorileri kapsar; tam liste aşağıdaki Veri Kümesi YAML dosyasında yer alır. Dönüştürme sırasında özgün yarışma sınıf kimlikleri (11–94), ardışık 0–59 indeksleriyle eşleştirilir.

Uygulamalar#

xView'in ince ayrıntılı sınıfları ve yüksek çözünürlüklü havadan görüntü bakış açısı, onu uzaktan algılama alanında derin öğrenme modellerini eğitmek ve değerlendirmek için standart bir kıyaslama hâline getirir. Yaygın kullanım alanları şunlardır:

  • Askerî ve savunma amaçlı keşif
  • Kentsel planlama ve geliştirme
  • Çevresel izleme
  • Afet müdahalesi ve değerlendirmesi
  • Altyapı haritalama ve yönetimi

Diğer havadan görüntü kıyaslamaları için drone odaklı VisDrone veri kümesine veya yönelimli kutu kullanan DOTA-v2 veri kümesine bak.

Veri Kümesi YAML Dosyası#

xView.yaml dosyası veri kümesi yapılandırmasını tanımlar — veri kümesi yollarını, 60 sınıf adını ve GeoJSON açıklamalarını dönüştürüp otomatik bölmeyi oluşturan indirme betiğini içerir. Dosya, Ultralytics deposunda https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml konumunda tutulur.

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")

Kullanım#

20,7 GB manuel indirme

Eğitim için yukarıda açıklanan manuel indirme işleminin tamamlanması ve dosyaların datasets/xView/ dizininin altına çıkarılması gerekir; açıklama dönüştürme ve eğitim/doğrulama bölmesi daha sonra otomatik olarak çalışır.

640 görüntü boyutuyla xView veri kümesinde 100 epoch boyunca bir modeli eğitmek için aşağıdaki kod parçacıklarını kullanabilirsin. Kullanılabilir bağımsız değişkenlerin kapsamlı listesi için modelin Eğitim sayfasına bak.

Eğitim Örneği
from ultralytics import YOLO

# Bir model yükle
model = YOLO("yolo26n.pt")  # Önceden eğitilmiş bir model yükle (eğitim için önerilir)

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

Ek uydu görüntülerini etiketlemek ve xView eğitim çalışmalarını tarayıcında yönetmek için Ultralytics Platform kullan.

Örnek Veriler ve Açıklamalar#

Aşağıdaki örnek tipik bir xView sahnesini gösteriyor: araç ve bina gibi küçük nesnelerin sınırlayıcı kutularla etiketlendiği yüksek çözünürlüklü havadan görüntüler; bu örnek, uydu görüntülerinde nesne algılamanın neden ince ayrıntılı konum belirleme gerektirdiğini gösteriyor.

Nesne algılamalı xView veri kümesi havadan uydu görüntüsü

Atıflar ve Teşekkürler#

xView veri kümesini araştırma veya geliştirme çalışmalarında kullanıyorsan lütfen aşağıdaki makaleye atıfta bulun:

Alıntı
@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}
}

Savunma İnovasyon Birimi (DIU) ve xView veri kümesinin oluşturucularına, bilgisayarlı görü araştırma topluluğuna yaptıkları değerli katkı için teşekkür ederiz. Daha fazla bilgi için xView veri kümesi web sitesini ziyaret et.

Sık Sorulan Sorular#

  • xView veri kümesi, ABD Ulusal Jeouzamsal-İstihbarat Ajansı tarafından DIUx xView 2018 Challenge için yayımlanan bir uydu görüntüsü kıyaslamasıdır. 0,3 m çözünürlüklü WorldView-3 görüntülerinde 60 ince ayrıntılı sınıfa ait 1 milyondan fazla nesne örneği sunar. Havadan görüntülerdeki küçük, nadir ve ince ayrıntılı nesneleri algılama araştırmalarını destekler; bu nesneler yer seviyesinden çekilen fotoğraflardakilere kıyasla çok daha zor hedeflerdir.

  • xView için manuel indirme gerekir: DIUx xView 2018 Challenge web sitesine kaydol, train_images.zip (~15 GB), train_labels.zip ve val_images.zip (~5 GB) dosyalarını indir — toplamda yaklaşık 20,7 GB — ve bu sayfanın üst kısmındaki uyarıda gösterilen dizin yapısını izleyerek dosyaları datasets/xView/ dizininin altına çıkar. İlk eğitim çalıştırmasında Ultralytics, GeoJSON açıklamalarını otomatik olarak YOLO biçimine dönüştürür ve eğitim/doğrulama bölmesini oluşturur.

  • xView, WorldView-3 uydularıyla 0,3 m çözünürlükte çekilmiş, etiketli 847 eğitim görüntüsü ve herkese açık etiketleri bulunmayan 282 doğrulama görüntüsü içerir. Açıklamalar 1 milyondan fazla nesne örneğini 60 sınıfta kapsar. Yalnızca eğitim etiketleri herkese açık olduğundan Ultralytics xView.yaml yapılandırması, etiketli 847 görüntüyü eğitim ve doğrulama kümelerine yaklaşık 90/10 oranında böler; ayrıntılar için Veri Kümesi Yapısı bölümüne bak.

  • 640 görüntü boyutuyla xView üzerinde 100 epoch boyunca bir YOLO26n modelini eğit:

    Eğitim Örneği
    from ultralytics import YOLO
    
    # Bir model yükle
    model = YOLO("yolo26n.pt")  # Önceden eğitilmiş bir model yükle (eğitim için önerilir)
    
    # Modeli eğit
    results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)

    Bağımsız değişkenler ve ayarlar hakkında ayrıntılı bilgi için modelin Eğitim sayfasına bak.

  • "xView: Objects in Context in Overhead Imagery" (Lam ve diğerleri, arXiv:1802.07856, 2018) makalesine atıfta bulun; BibTeX kaydının tamamı yukarıdaki Atıflar ve Teşekkürler bölümünde yer alıyor.

Yorumlar