目标检测——IoU 计算

最新推荐文章于 2024-03-17 17:35:20 发布

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#人工智能

本文介绍了一种用于评估目标检测算法中预测框与真实框重叠程度的指标——交并比(IoU)的计算方法。文章首先从一维情况出发，逐步过渡到二维情况，并通过具体实例展示了如何使用Python代码实现IoU的计算。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Iou 的计算

我们先考虑一维的情况：令 \(A = [x_1,x_2], B = [y_1, y_2]\)，若想要 \(A\) 与 \(B\) 有交集，需要满足如下情况：

简言之，要保证 \(A\) 和 \(B\) 的最大值中最小的那个减去它们中的最小值中最大的那个即可获得公共部分，代码实现如下：

class Anchor:
    def __init__(self, base_size=16):
        self.base_size = base_size  # 滑动窗口的大小
        if not base_size:
            raise ValueError("Invalid base_size: {}.".format(base_size))
        self._anchor = np.array([1, 1, self.base_size, self.base_size]) - 1

    @property
    def anchor(self):
        return self._anchor

    @anchor.setter
    def anchor(self, new_anchor):
        self._anchor = new_anchor

    @property
    def w(self):
        '''
        锚框的宽度
        '''
        return self.anchor[2] - self.anchor[0] + 1

    @property
    def h(self):
        '''
        锚框的高度
        '''
        return self.anchor[3] - self.anchor[1] + 1

    @property
    def size(self):
        '''
        锚框的面积
        '''
        return self.w * self.h

    @property
    def _whctrs(self):
        """
        Return x center, and y center for an anchor (window). 锚框的中心坐标
        """
        x_ctr = self.anchor[0] + 0.5 * (self.w - 1)
        y_ctr = self.anchor[1] + 0.5 * (self.h - 1)
        return np.array([x_ctr, y_ctr])

    @staticmethod
    def _coordinate(aspect, ctr):
        '''
        依据宽高组合计算锚框的坐标
        '''
        k = (aspect - 1) / 2
        return np.concatenate([ctr - k, ctr + k], axis=1)

先创建一个可以用来做运算的计算器，然后在此基础上计算二维的 IoU，即

def iou(anchor, anchor1):
    A = Anchor()
    B = Anchor()
    A.anchor = anchor
    B.anchor = anchor1
    T = np.stack([A.anchor, B.anchor])
    xmin, ymin, xmax, ymax = np.split(T, 4, axis=1)
    w = xmax.min() - xmin.max()
    h = ymax.min() - ymin.max()
    I = w * h
    U = A.size + B.size - I
    return I / U

下面举一例子，并可视化：

img = np.ones((128 ,300, 3))  # 图片
anchor = [ 12.,   8., 195., 103.]
anchor1 = [ 28.,   8., 211., 103.]
iou(anchor, anchor1)

最终结果为：

0.8151364126804707

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