مجموعة بيانات xView
تعد مجموعة بيانات xView واحدة من أكبر مجموعات البيانات المتاحة للجمهور للصور العلوية، وتحتوي على صور من مشاهد معقدة حول العالم تم شرحها باستخدام مربعات الإحاطة. الهدف من مجموعة بيانات xView هو تسريع التقدم في أربعة مجالات من مجالات رؤية الكمبيوتر:
- تقليل الحد الأدنى للدقة للكشف.
- تحسين كفاءة التعلم.
- تمكين اكتشاف المزيد من فئات الكائنات.
- تحسين الكشف عن الفئات الدقيقة.
تعتمد xView على نجاح تحديات مثل الكائنات الشائعة في السياق (COCO) وتهدف إلى الاستفادة من رؤية الكمبيوتر لتحليل الكمية المتزايدة من الصور المتاحة من الفضاء من أجل فهم العالم المرئي بطرق جديدة ومعالجة مجموعة من التطبيقات المهمة.
يلزم التنزيل اليدوي
مجموعة بيانات xView لا يتم تنزيلها تلقائيًا بواسطة نصوص Ultralytics. يجب عليك تنزيل مجموعة البيانات يدويًا أولاً من المصدر الرسمي:
- المصدر: تحدي DIUx xView 2018 من الوكالة الوطنية الأمريكية للاستخبارات الجغرافية المكانية (NGA)
- عنوان URL: https://challenge.xviewdataset.org
هام: بعد تنزيل الملفات الضرورية (مثل: train_images.tif
, val_images.tif
, xView_train.geojson
)، تحتاج إلى استخراجها ووضعها في هيكل الدليل الصحيح، والمتوقع عادةً تحت datasets/xView/
مجلد، قبل تشغيل أوامر التدريب المتوفرة أدناه. تأكد من إعداد مجموعة البيانات بشكل صحيح وفقًا لتعليمات التحدي.
الميزات الرئيسية
- تحتوي xView على أكثر من مليون مثيل كائن عبر 60 فئة.
- تبلغ دقة مجموعة البيانات 0.3 متر، مما يوفر صورًا ذات دقة أعلى من معظم مجموعات بيانات صور الأقمار الصناعية العامة.
- تتميز xView بمجموعة متنوعة من الكائنات الصغيرة والنادرة والدقيقة ومتعددة الأنواع مع تحديد المربعات المحيطة.
- يأتي مع نموذج أساسي مُدرَّب مسبقًا باستخدام TensorFlow API للكشف عن الكائنات ومثال لـ PyTorch.
هيكل مجموعة البيانات
تتكون مجموعة بيانات xView من صور الأقمار الصناعية التي تم جمعها من أقمار WorldView-3 على مسافة عينة أرضية تبلغ 0.3 متر. وهي تحتوي على أكثر من مليون جسم عبر 60 فئة في أكثر من 1400 كيلومتر مربع من الصور. تعتبر مجموعة البيانات ذات قيمة خاصة لتطبيقات الاستشعار عن بعد والمراقبة البيئية.
التطبيقات
تستخدم مجموعة بيانات xView على نطاق واسع لتدريب وتقييم نماذج التعلم العميق للكشف عن الأجسام في الصور العلوية. إن المجموعة المتنوعة من فئات الأجسام والصور عالية الدقة تجعلها موردًا قيمًا للباحثين والممارسين في مجال رؤية الكمبيوتر، وخاصةً لتحليل صور الأقمار الصناعية. وتشمل التطبيقات:
- الاستطلاع العسكري والدفاعي
- التخطيط والتطوير الحضري
- مراقبة البيئة
- الاستجابة للكوارث وتقييمها
- رسم خرائط وإدارة البنية التحتية
ملف YAML لمجموعة البيانات
يتم استخدام ملف YAML (وهي لغة ترميز أخرى) لتحديد تكوين مجموعة البيانات. يحتوي على معلومات حول مسارات مجموعة البيانات وفئاتها ومعلومات أخرى ذات صلة. في حالة مجموعة بيانات xView، فإن xView.yaml
يتم الاحتفاظ بالملف في https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml.
ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml
# Ultralytics 🚀 AGPL-3.0 License - https://ultralytics.com/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: 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")):
"""Converts xView geoJSON labels to YOLO format, mapping classes to indices 0-59 and saving 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(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", 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 {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")
الاستخدام
لتدريب نموذج على مجموعة بيانات xView لـ 100 حقبة بحجم صورة 640، يمكنك استخدام مقتطفات التعليمات البرمجية التالية. للحصول على قائمة شاملة بالحجج المتاحة، راجع صفحة التدريب الخاصة بالنموذج.
مثال على التدريب
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="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)
# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=xView.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640
نماذج من البيانات والتعليقات التوضيحية
تحتوي مجموعة بيانات xView على صور أقمار صناعية عالية الدقة مع مجموعة متنوعة من الكائنات المشروحة باستخدام مربعات إحاطة. فيما يلي بعض الأمثلة على البيانات من مجموعة البيانات، جنبًا إلى جنب مع التعليقات التوضيحية المقابلة لها:
- صور علوية: تعرض هذه الصورة مثالاً على اكتشاف الكائنات في الصور العلوية، حيث يتم وضع علامات على الكائنات بمربعات إحاطة. توفر مجموعة البيانات صورًا عالية الدقة عبر الأقمار الصناعية لتسهيل تطوير النماذج لهذه المهمة.
يعرض المثال تنوع وتعقيد البيانات في مجموعة بيانات xView ويسلط الضوء على أهمية صور الأقمار الصناعية عالية الجودة لمهام اكتشاف الكائنات.
مجموعات بيانات ذات صلة
إذا كنت تعمل مع صور الأقمار الصناعية، فقد تكون مهتمًا أيضًا باستكشاف مجموعات البيانات ذات الصلة هذه:
- DOTA-v2: مجموعة بيانات للكشف عن الأجسام الموجهة في الصور الجوية
- VisDrone: مجموعة بيانات لاكتشاف وتعقب الأجسام في الصور الملتقطة بواسطة الطائرات بدون طيار.
- Argoverse: مجموعة بيانات للقيادة الذاتية مع تعليقات توضيحية للتتبع ثلاثي الأبعاد
الاقتباسات والإقرارات
إذا كنت تستخدم مجموعة بيانات xView في بحثك أو عملك التطويري، فيرجى الاستشهاد بالورقة التالية:
@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}
}
نود أن نعرب عن تقديرنا لـ وحدة الابتكار الدفاعي (DIU) ومنشئي مجموعة بيانات xView لمساهمتهم القيمة في مجتمع أبحاث رؤية الكمبيوتر. لمزيد من المعلومات حول مجموعة بيانات xView ومنشئيها، تفضل بزيارة موقع مجموعة بيانات xView.
الأسئلة الشائعة
ما هي مجموعة بيانات xView وكيف تفيد أبحاث رؤية الكمبيوتر؟
تعد مجموعة بيانات xView واحدة من أكبر المجموعات المتاحة للجمهور لصور علوية عالية الدقة، وتحتوي على أكثر من مليون مثيل كائن عبر 60 فئة. وهي مصممة لتحسين جوانب مختلفة من أبحاث رؤية الكمبيوتر مثل تقليل الحد الأدنى للدقة للكشف، وتحسين كفاءة التعلم، واكتشاف المزيد من فئات الكائنات، والنهوض بالكشف الدقيق عن الكائنات.
كيف يمكنني استخدام Ultralytics YOLO لتدريب نموذج على مجموعة بيانات xView؟
لتدريب نموذج على مجموعة بيانات xView باستخدام Ultralytics YOLO، اتبع الخطوات التالية:
مثال على التدريب
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="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)
# Start training from a pretrained *.pt model
yolo detect train data=xView.yaml model=yolo11n.pt epochs=100 imgsz=640
للحصول على حجج وإعدادات مفصلة، راجع صفحة تدريب النموذج.
ما هي الميزات الرئيسية لمجموعة بيانات xView؟
تتميز مجموعة بيانات xView بمجموعة شاملة من الميزات:
- أكثر من مليون نموذج كائن عبر 60 فئة متميزة.
- صور عالية الدقة بدقة 0.3 متر.
- أنواع مختلفة من الكائنات بما في ذلك الكائنات الصغيرة والنادرة والدقيقة، وكلها مشروحة بمربعات إحاطة.
- توافر نموذج أساسي مدرب مسبقًا وأمثلة في TensorFlow و PyTorch.
ما هو هيكل مجموعة بيانات xView، وكيف يتم التعليق عليها؟
تحتوي مجموعة بيانات xView على صور الأقمار الصناعية عالية الدقة التي تم التقاطها بواسطة أقمار WorldView-3 على مسافة عينة أرضية تبلغ 0.3 متر، وتغطي أكثر من مليون كائن عبر 60 فئة متميزة ضمن ما يقرب من 1400 كيلومتر مربع من الصور المشروحة. يتم تصنيف كل كائن بمربعات إحاطة، مما يجعل مجموعة البيانات مناسبة جدًا لتدريب وتقييم نماذج التعلم العميق للكشف عن الأجسام في المناظر العلوية. للحصول على تفصيل مفصل، ارجع إلى قسم هيكل مجموعة البيانات.
كيف يمكنني الاستشهاد بمجموعة بيانات xView في بحثي؟
إذا كنت تستخدم مجموعة بيانات xView في بحثك، فيرجى الاستشهاد بالورقة التالية:
@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}
}
لمزيد من المعلومات حول مجموعة بيانات xView، تفضل بزيارة موقع مجموعة بيانات xView الرسمي.