图像预处理随机贴图生成标注文件的python实现

　　1。任务目标
　　在训练目标检测模型时，若数据存在以下情况：图像之间差异小、不同类别数目差异大、有些目标物体的样本图片难以搜集等，需要对数据进行处理。本文以fire类别为例实现对数据的随机贴图增广，生成新的标注文件，或在已有标注文件中添加，且避免覆盖已有标注。2。Python实现2。1将已标注的目标保存
　　数据存储格式：（路径中不要包含中文）
　　输入文件夹：datafiredatasetJPEGImages。jpgdatafiredatasetAnnotations。xml
　　输出文件夹：datafirecut
　　代码：importosimportcv2importtimeimportargparseimportxml。etree。ElementTreeasETfromtqdmimporttqdmparserargparse。ArgumentParser（descriptionReadboxfromxmlandcropfromimage。）parser。addargument（dstlabel，defaultfire，helplabelboxtocut）parser。addargument（inputpath，defaultdatafiredataset，helpcontainAnnotations，JPEGImagesfolder）parser。addargument（outputpath，defaultdatafirecut，helpoutputpath）argsparser。parseargs（）defreadxmlbox（xmlfile）：xmlannoET。parse（xmlfile）result〔〕forobjinxmlanno。findall（object）：classnameobj。find（name）。text。strip（）xminobj。find（bndbox）。find（xmin）。textxmaxobj。find（bndbox）。find（xmax）。textyminobj。find（bndbox）。find（ymin）。textymaxobj。find（bndbox）。find（ymax）。textresult。append（〔classname，int（xmin），int（xmax），int（ymin），int（ymax）〕）returnresultdefmain（）：xmlpathos。path。join（args。inputpath，Annotations）imgpathos。path。join（args。inputpath，JPEGImages）forimgnameintqdm（os。listdir（imgpath））：xmlname｛｝。xml。format（imgname。rsplit（。，maxsplit1）〔0〕）xmlfileos。path。join（xmlpath，xmlname）ifnotos。path。exists（xmlfile）：print（｛｝notexists。format（xmlname））continueimgcv2。imread（os。path。join（imgpath，imgname））clsboxesreadxmlbox（xmlfile）forclsboxinclsboxes：classname，xmin，xmax，ymin，ymaxclsboxifclassname！args。dstlabel：continuecropimgimg〔ymin：ymax，xmin：xmax，：〕newname｛｝｛｝。jpg。format（xmlname〔：4〕，str（time。time（））。replace（。，））savepathos。path。join（args。outputpath，classname）ifnotos。path。exists（savepath）：os。makedirs（savepath）savenameos。path。join（savepath，newname）print（savename）cv2。imwrite（savename，cropimg）ifnamemain：main（）
　　生成结果：
　　2。2随机贴图扩充数据
　　数据存储格式：
　　输入文件夹：datafirecutdatafirebgJPEGImages。jpgdatafirebgAnnotations。xml
　　注意：此处作为背景的数据，可以只有图片，没有标注文件。也可以既有图片又有标注文件。若没有标注文件，则生成；若有标注文件，则在贴图时会避免目标框的遮挡。
　　输出文件夹：dataoutput
　　输入参数：gennum：生成的图片数目，实际生成数目小于等于该值；clsname：待扩增的类别名称；tietudir：前景图片文件夹，保存fire目标图，是从已标注的fire数据中剪切保存；imgpath：背景图片文件夹，其他含fire目标或不含fire目标的图片；xmlpath：背景图片标注文件夹savepath：保存结果文件夹
　　代码：importosimporttimeimportrandomimportargparseimportxml。etree。ElementTreeasETfromPILimportImageparserargparse。ArgumentParser（）parser。addargument（tietudir，defaultdatafirecutfire，help贴图路径）parser。addargument（xmlpath，defaultdatafirebgAnnotations，help躲避路径）parser。addargument（imgpath，defaultdatafirebgJPEGImages，help底图路径）parser。addargument（savepath，defaultdataoutput，help保存路径）parser。addargument（gennum，default11，help保存个数）parser。addargument（clsname，defaultfire，help目标类别名）argsparser。parseargs（）defcreatsrcxml（widthditu，heightditu，box，savepath，name，clsname）：xmlnamenamexmlfilesavepathxmlnamexopen（xmlfile，w）x。writelines（）x。writelines（folderdatafolder）x。writelines（filenamexmlnamefilename）x。writelines（pathxmlfilepath）x。writelines（source）x。writelines（databaseUnknowndatabase）x。writelines（source）x。writelines（size）x。writelines（widthstr（widthditu）width）x。writelines（heightstr（heightditu）height）x。writelines（depth3depth）x。writelines（size）x。writelines（segmented0segmented）x。writelines（object）x。writelines（nameclsnamename）x。writelines（poseUnspecifiedpose）x。writelines（truncated0truncated）x。writelines（difficult0difficult）x。writelines（bndbox）x。writelines（xminstr（int（box〔0〕））xmin）x。writelines（yminstr（int（box〔1〕））ymin）x。writelines（xmaxstr（int（box〔2〕））xmax）x。writelines（ymaxstr（int（box〔3〕））ymax）x。writelines（bndbox）x。writelines（object）x。writelines（annotation）x。close（）defcreatxml（box，savepath，copypath，clsname）：readFileopen（copypath，encodingUTF8）linesreadFile。readlines（）readFile。close（）xopen（savepath，w，encodingUTF8）x。writelines（〔itemforiteminlines〔：1〕〕）x。writelines（object）x。writelines（nameclsnamename）x。writelines（poseUnspecifiedpose）x。writelines（truncated0truncated）x。writelines（difficult0difficult）x。writelines（bndbox）x。writelines（xminstr（int（box〔0〕））xmin）x。writelines（yminstr（int（box〔1〕））ymin）x。writelines（xmaxstr（int（box〔2〕））xmax）x。writelines（ymaxstr（int（box〔3〕））ymax）x。writelines（bndbox）x。writelines（object）x。writelines（annotation）x。close（）defreadxmlbox（xmlfile）：xmlannoET。parse（xmlfile）result〔〕forobjinxmlanno。findall（object）：classnameobj。find（name）。text。strip（）xminobj。find（bndbox）。find（xmin）。textxmaxobj。find（bndbox）。find（xmax）。textyminobj。find（bndbox）。find（ymin）。textymaxobj。find（bndbox）。find（ymax）。textresult。append（〔classname，int（xmin），int（ymin），int（xmax），int（ymax）〕）returnresultdefcomputeIOU（rec1，rec2）：leftcolumnmaxmax（rec1〔0〕，rec2〔0〕）rightcolumnminmin（rec1〔2〕，rec2〔2〕）uprowmaxmax（rec1〔1〕，rec2〔1〕）downrowminmin（rec1〔3〕，rec2〔3〕）ifleftcolumnmaxrightcolumnminordownrowminuprowmax：return0else：s1（rec1〔2〕rec1〔0〕）（rec1〔3〕rec1〔1〕）s2（rec2〔2〕rec2〔0〕）（rec2〔3〕rec2〔1〕）scross（downrowminuprowmax）（rightcolumnminleftcolumnmax）returnscross（s1s2scross）defrandombox（end1，end2，end3，end4）：xminrandom。randint（0，end1）yminrandom。randint（0，end2）xmaxxminend3ymaxyminend4returnxmin，ymin，xmax，ymaxdefgetshufflelist（imgpath，gennum）：imgsos。listdir（imgpath）numlen（imgs）ifnotnum：returnNonerandom。shuffle（imgs）times，remainderpmod（gennum，num）namegenimgs〔：remainder〕foriinrange（times）：namegen。extend（imgs）random。shuffle（namegen）returnnamegendefprocess（gennum，tietudir，imgpath，xmlpath，savepath，clsname）：os。makedirs（savepath，existokTrue）loadfgfggengetshufflelist（tietudir，gennum）loadbgbggengetshufflelist（imgpath，gennum）iffggenisNoneorbggenisNone：returncombinenum0forfg，bginzip（fggen，bggen）：num1fgimgImage。open（os。path。join（tietudir，fg））bgimgImage。open（os。path。join（imgpath，bg））savenamebg。rsplit（。，maxsplit1）〔0〕bgxmlname｛｝。xml。format（savename）bgxmlpathos。path。join（xmlpath，bgxmlname）clsboxes〔〕ifos。path。exists（bgxmlpath）：clsboxesreadxmlbox（bgxmlpath）fgwidthfgimg。size〔0〕贴图长宽fgheightfgimg。size〔1〕bgwidthbgimg。size〔0〕底图长宽bgheightbgimg。size〔1〕scale1。0try：box2randombox（bgwidthfgwidth，bgheightfgheight，fgwidth，fgheight）except：scale0。5fgimg。resize（（int（fgwidthscale），int（fgheightscale）））fgwidthfgimg。size〔0〕fgheightfgimg。size〔1〕iffgwidthbgwidthorfgheightbgheight：continuebox2randombox（bgwidthfgwidth，bgheightfgheight，fgwidth，fgheight）timer50loopflagTruewhiletimerandloopflagandclsboxes：timer1loopflagFalseforboxinclsboxes：areacomputeIOU（box〔1：5〕，box2）ifarea0：box2randombox（bgwidthfgwidth，bgheightfgheight，fgwidth，fgheight）loopflagTruebreakiftimer0：bgimg。paste（fgimg，（box2〔0〕，box2〔1〕））bgimgaddbgimg。convert（RGB）newname｛｝｛｝。format（savename，str（time。time（））。replace（。，））bgimgadd。save（os。path。join（savepath，newname。jpg））xmlsavepathos。path。join（savepath，newname。xml）ifnotclsboxes：creatsrcxml（bgwidth，bgheight，box2，savepath，newname。xml，clsname）else：creatxml（box2，xmlsavepath，bgxmlpath，clsname）ifnamemain：process（args。gennum，args。tietudir，args。imgpath，args。xmlpath，args。savepath，args。clsname）
　　生成结果：（labelimg查看）
　　智驱力科技驱动生产力