İçeriğe geç

xView Veri Kümesi

xView veri kümesi, sınırlayıcı kutular kullanılarak açıklanan dünyanın dört bir yanındaki karmaşık sahnelerden görüntüler içeren, halka açık en büyük baş üstü görüntü veri kümelerinden biridir. xView veri setinin amacı, dört bilgisayarla görme sınırında ilerlemeyi hızlandırmaktır:

  1. Algılama için minimum çözünürlüğü azaltın.
  2. Öğrenme verimliliğini artırın.
  3. Daha fazla nesne sınıfının keşfini etkinleştirin.
  4. İnce taneli sınıfların tespitini iyileştirin.

xView, Common Objects in Context (COCO) gibi zorlukların başarısı üzerine inşa edilmiştir ve görsel dünyayı yeni yollarla anlamak ve bir dizi önemli uygulamayı ele almak için uzaydan gelen mevcut görüntülerin artan miktarını analiz etmek için bilgisayarla görmeden yararlanmayı amaçlamaktadır.

Temel Özellikler

  • xView, 60 sınıfta 1 milyondan fazla nesne örneği içerir.
  • Veri seti 0,3 metre çözünürlüğe sahiptir ve çoğu kamuya açık uydu görüntüsü veri setinden daha yüksek çözünürlüklü görüntüler sağlar.
  • xView, sınırlayıcı kutu ek açıklamasına sahip küçük, nadir, ince taneli ve çok tipli nesnelerden oluşan çeşitli bir koleksiyona sahiptir.
  • TensorFlow nesne algılama API'sini kullanan önceden eğitilmiş bir temel model ve PyTorch için bir örnek ile birlikte gelir.

Veri Kümesi Yapısı

xView veri seti, WorldView-3 uydularından 0,3 m yer örnekleme mesafesiyle toplanan uydu görüntülerinden oluşmaktadır. 1.400 km²'den fazla görüntüde 60 sınıfta 1 milyondan fazla nesne içerir.

Uygulamalar

xView veri kümesi, baş üstü görüntülerde nesne tespiti için derin öğrenme modellerini eğitmek ve değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Veri setinin çok çeşitli nesne sınıfları ve yüksek çözünürlüklü görüntüleri, onu bilgisayarla görme alanındaki araştırmacılar ve uygulayıcılar için, özellikle de uydu görüntülerinin analizi için değerli bir kaynak haline getirmektedir.

Veri Kümesi YAML

Veri kümesi yapılandırmasını tanımlamak için bir YAML (Yet Another Markup Language) dosyası kullanılır. Veri kümesinin yolları, sınıfları ve diğer ilgili bilgiler hakkında bilgiler içerir. xView veri kümesi söz konusu olduğunda xView.yaml dosyası şu adreste tutulur 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')

Kullanım

Bir modeli 640 görüntü boyutuyla 100 epok için xView veri kümesi üzerinde eğitmek için aşağıdaki kod parçacıklarını kullanabilirsiniz. Kullanılabilir bağımsız değişkenlerin kapsamlı bir listesi için Model Eğitimi sayfasına bakın.

Tren Örneği

from ultralytics import YOLO

# Load a model
model = YOLO('yolov8n.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=yolov8n.pt epochs=100 imgsz=640

Örnek Veriler ve Açıklamalar

xView veri kümesi, sınırlayıcı kutular kullanılarak açıklama eklenmiş çeşitli nesneler içeren yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri içerir. İşte veri kümesinden bazı veri örnekleri ve bunlara karşılık gelen ek açıklamalar:

Veri kümesi örnek görüntüsü

  • Tepegöz Görüntüleri: Bu görüntü, nesnelerin sınırlayıcı kutularla açıklandığı havai görüntülerde nesne tespitinin bir örneğini göstermektedir. Veri seti, bu görev için modellerin geliştirilmesini kolaylaştırmak üzere yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri sağlamaktadır.

Bu örnek, xView veri setindeki verilerin çeşitliliğini ve karmaşıklığını ortaya koymakta ve nesne algılama görevleri için yüksek kaliteli uydu görüntülerinin önemini vurgulamaktadır.

Atıflar ve Teşekkür

Araştırma veya geliştirme çalışmalarınızda xView veri setini kullanıyorsanız, lütfen aşağıdaki makaleye atıfta bulunun:

@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 'ne (DIU) ve xView veri setinin yaratıcılarına bilgisayarla görme araştırma topluluğuna yaptıkları değerli katkılardan dolayı teşekkür ederiz. xView veri seti ve yaratıcıları hakkında daha fazla bilgi için xView veri seti web sitesini ziyaret edin.



Oluşturuldu 2023-11-12, Güncellendi 2023-11-22
Yazarlar: glenn-jocher (3), Laughing-q (1)

Yorumlar