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import cv2
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras import layers, models
import xmltodict
from collections import OrderedDict
import random
import numpy as np
import os
import glob
import config as cfg
def sigmoid(x):
x=np.clip(x, -50, 50)
return 1/(1+np.exp(-x))
def softmax(x):
e=np.exp(x)
e_sum=np.sum(e)
return e/e_sum
def prepare_image(image, labels, grille=True):
img=image.copy()
if grille is True:
for x in range(cfg.cellule_size, cfg.image_size+cfg.cellule_size, cfg.cellule_size):
for y in range(cfg.cellule_size, cfg.image_size+cfg.cellule_size, cfg.cellule_size):
cv2.line(img, (0, y), (x, y), (0, 0, 0), 1)
cv2.line(img, (x, 0), (x, y), (0, 0, 0), 1)
for y in range(cfg.nbr_cellule):
for x in range(cfg.nbr_cellule):
for box in range(cfg.nbr_boxes):
if labels[y, x, box, 4]:
ids=np.argmax(labels[y, x, box, 5:])
x_center=int(labels[y, x, box, 0]*cfg.cellule_size)
y_center=int(labels[y, x, box, 1]*cfg.cellule_size)
w_2=int(labels[y, x, box, 2]*cfg.cellule_size/2)
h_2=int(labels[y, x, box, 3]*cfg.cellule_size/2)
x_min=x_center-w_2
y_min=y_center-h_2
x_max=x_center+w_2
y_max=y_center+h_2
cv2.rectangle(img, (x_min, y_min), (x_max, y_max), cfg.colors[ids], 1)
cv2.circle(img, (x_center, y_center), 1, cfg.colors[ids], 2)
return img
def bruit(image):
h, w, c=image.shape
n=np.random.randn(h, w, c)*random.randint(5, 30)
return np.clip(image+n, 0, 255).astype(np.uint8)
def gamma(image, alpha=1.0, beta=0.0):
return np.clip(alpha*image+beta, 0, 255).astype(np.uint8)
def intersection_over_union(boxA, boxB):
xA=np.maximum(boxA[0], boxB[0])
yA=np.maximum(boxA[1], boxB[1])
xB=np.minimum(boxA[2], boxB[2])
yB=np.minimum(boxA[3], boxB[3])
interArea=np.maximum(0, xB-xA)*np.maximum(0, yB-yA)
boxAArea=(boxA[2]-boxA[0])*(boxA[3]-boxA[1])
boxBArea=(boxB[2]-boxB[0])*(boxB[3]-boxB[1])
return interArea/(boxAArea+boxBArea-interArea)
def infos_xmls(dir_dataset, with_attribut=False, verbose=False):
list_labels=[]
stats_labels=[]
list_attributs=[]
stats_attributs=[]
list_attributs_2=[]
stats_attributs_2=[]
nbr_fichier=0
nbr_max_objet=0
nbr_objet=0
if verbose:
print("##################################################################")
print("Lecture du repertoire", dir_dataset)
for dir in dir_dataset:
fichiers=glob.glob(dir+"/*.xml")
if len(fichiers)==0:
print("Le repertoire", dir, "est vide")
continue
for fichier in fichiers:
with open(fichier) as fd:
doc=xmltodict.parse(fd.read())
fichier=doc['annotation']['filename']
if not os.path.exists(dir+'/'+fichier):
print("Le fichier image n'existe pas ...", fichier, dir+fichier) # A CORRIGER : FICHIER ... FICHIER IMAGE
continue
nbr_fichier+=1
objects=doc['annotation']['object']
if type(objects) is OrderedDict:
objects=[objects]
if nbr_max_objet<len(objects):
nbr_max_objet=len(objects)
nbr_objet+=len(objects)
for o in objects:
info_label=o['name']
# Gestion du label
lab=info_label.split(';')[0]
if lab=="":
print("Probleme label ...", fichier, objects)
quit()
if list_labels:
if lab in list_labels:
stats_labels[list_labels.index(lab)]+=1
else:
list_labels.append(lab)
stats_labels.append(1)
else:
list_labels=[lab]
stats_labels=[1]
# Gestion des attributs du label
if with_attribut:
for l in info_label.split(';')[1:]:
nom_attr=l.split(':')[0]
lab_att=lab+":"+nom_attr
if list_attributs:
if lab_att in list_attributs:
stats_attributs[list_attributs.index(lab_att)]+=1
else:
list_attributs.append(lab_att)
stats_attributs.append(1)
else:
list_attributs=[lab_att]
stats_attributs=[1]
attr=l.split(':')[1]
lab_att_2=lab_att+":"+attr
if list_attributs_2:
if lab_att_2 in list_attributs_2:
stats_attributs_2[list_attributs_2.index(lab_att_2)]+=1
else:
list_attributs_2.append(lab_att_2)
stats_attributs_2.append(1)
else:
list_attributs_2=[lab_att_2]
stats_attributs_2=[1]
if verbose:
print("Nombre fichiers: {: >12d}".format(nbr_fichier))
print("Nombre maximum d'objet:{: >6d}".format(nbr_max_objet))
print("Nombre d'objet total:{: >8d}".format(nbr_objet))
print("Liste labels", list_labels)
for i in range(len(list_labels)):
print(" Label: {:.<19s}{:.>6d}".format(list_labels[i], stats_labels[i]))
if with_attribut:
for j in range(len(list_attributs)):
if list_attributs[j].split(':')[0]==list_labels[i]:
print(" {:.<23s}{:.>6d}".format(list_attributs[j].split(':')[1], stats_attributs[j]))
for k in range(len(list_attributs_2)):
if list_attributs_2[k].split(':')[0]==list_labels[i] and list_attributs_2[k].split(':')[1]==list_attributs[j].split(':')[1]:
print(" - {:.<18s}{:.>6d}".format(list_attributs_2[k].split(':')[2], stats_attributs_2[k]))
print("Labels et attribus retenus:")
list_labels_final=[]
list_attributs_2_final=[]
for i in range(len(list_labels)):
if stats_labels[i]>=cfg.label_min_objet:
list_labels_final.append(list_labels[i])
if with_attribut:
for i in range(len(list_attributs_2)):
if stats_attributs_2[i]>=cfg.label_min_objet:
list_attributs_2_final.append(list_attributs_2[i])
if verbose:
print(" Labels retenus:", list_labels_final)
if with_attribut:
print(" Attribus retenus:", list_attributs_2_final)
print("##################################################################")
return list_labels, list_attributs_2, list_labels_final, list_attributs_2_final
def labels_csv(dir_dataset):
list_labels=[]
for dir in dir_dataset:
fichiers=glob.glob(dir+"/*.xml")
if len(fichiers)==0:
print("Le repertoire", dir, "est vide")
quit()
for fichier in fichiers:
with open(fichier) as fd:
doc=xmltodict.parse(fd.read())
objects=doc['annotation']['object']
if type(objects) is OrderedDict:
objects=[objects]
for o in objects:
info_label=o['name']
if info_label not in list_labels:
list_labels.append(info_label)
return list_labels
def prepare_labels(fichier_image, objects, list_labels, list_attributs=None, flipH=False, flipV=False, NB=False, R90P=False, R90N=False, NEG=False, verbose=False):
image=cv2.imread(fichier_image)
if image is None:
print("Probleme avec le fichier", fichier_image)
return None, None, None, None
width=image.shape[1]
height=image.shape[0]
image=cv2.resize(image, (cfg.image_size, cfg.image_size))
ratio_x=cfg.image_size/width
ratio_y=cfg.image_size/height
nbr_classes=len(list_labels)
nbr_attributs=0 if list_attributs is None else len(list_attributs)
label =np.zeros((cfg.nbr_cellule, cfg.nbr_cellule, cfg.nbr_boxes, 5+nbr_classes+nbr_attributs), dtype=np.float32)
label2=np.zeros((cfg.max_objet, 7), dtype=np.float32)
if list_attributs is not None:
nbr_attributs=len(list_attributs)
mask_attributs=np.zeros((cfg.nbr_cellule, cfg.nbr_cellule, cfg.nbr_boxes, nbr_attributs), dtype=np.float32)
list_nom_attributs=[]
for a in list_attributs:
list_nom_attributs.append(a.split(":")[1])
list_nom_attributs=set(list_nom_attributs)
else:
mask_attributs=np.zeros((cfg.nbr_cellule, cfg.nbr_cellule, cfg.nbr_boxes, 1), dtype=np.float32)
if NB is True:
image=cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# Normalisation
image=image-np.min(image)
image=image/np.max(image)*255
image=np.expand_dims(image, axis=-1)
image=np.tile(image, (3))
if NEG is True:
image=255-image
#image_r=gamma(image_r, random.uniform(0.5, 1.8), np.random.randint(60)-30)
#image_r=bruit(image_r)
if flipV is True and flipH is True:
image=cv2.flip(image, -1)
if flipV is True and flipH is False:
image=cv2.flip(image, 0)
if flipV is False and flipH is True:
image=cv2.flip(image, 1)
if R90P is True:
image=cv2.rotate(image, cv2.ROTATE_90_COUNTERCLOCKWISE)
if R90N is True:
image=cv2.rotate(image, cv2.ROTATE_90_CLOCKWISE)
nbr_objet=0
if type(objects) is OrderedDict:
objects=[objects]
for o in objects:
info_label=o['name']
lab=info_label.split(';')[0]
if not lab in list_labels:
continue
id_class=list_labels.index(lab)
box=o['bndbox']
x_min=int(box['xmin'])*ratio_x
y_min=int(box['ymin'])*ratio_y
x_max=int(box['xmax'])*ratio_x
y_max=int(box['ymax'])*ratio_y
if flipH is True and flipV is True:
x_min=(width-int(box['xmax']))*ratio_x
y_min=(height-int(box['ymax']))*ratio_y
x_max=(width-int(box['xmin']))*ratio_x
y_max=(height-int(box['ymin']))*ratio_y
if flipH is True and flipV is False:
x_min=(width-int(box['xmax']))*ratio_x
x_max=(width-int(box['xmin']))*ratio_x
if flipH is False and flipV is True:
y_min=(height-int(box['ymax']))*ratio_y
y_max=(height-int(box['ymin']))*ratio_y
if R90P is True:
x_min=(int(box['ymin']))*ratio_y
y_min=(width-int(box['xmax']))*ratio_x
x_max=(int(box['ymax']))*ratio_y
y_max=(width-int(box['xmin']))*ratio_x
if R90N is True:
x_min=(height-int(box['ymax']))*ratio_y
y_min=(int(box['xmin']))*ratio_x
x_max=(height-int(box['ymin']))*ratio_y
y_max=(int(box['xmax']))*ratio_x
if x_max-x_min<cfg.size_mini or y_max-y_min<cfg.size_mini:
continue
x_min=x_min/cfg.cellule_size
y_min=y_min/cfg.cellule_size
x_max=x_max/cfg.cellule_size
y_max=y_max/cfg.cellule_size
area=(x_max-x_min)*(y_max-y_min)
label2[nbr_objet]=[y_min, x_min, y_max, x_max, area, 1, id_class]
x_centre=int(x_min+(x_max-x_min)/2)
y_centre=int(y_min+(y_max-y_min)/2)
x_cell=int(x_centre)
y_cell=int(y_centre)
a_x_min=x_centre-cfg.anchors[:, 0]/2
a_y_min=y_centre-cfg.anchors[:, 1]/2
a_x_max=x_centre+cfg.anchors[:, 0]/2
a_y_max=y_centre+cfg.anchors[:, 1]/2
id_box=0
best_iou=0
for i in range(len(cfg.anchors)):
iou=intersection_over_union([y_min, x_min, y_max, x_max], [a_y_min[i], a_x_min[i], a_y_max[i], a_x_max[i]])
if iou>best_iou:
best_iou=iou
id_box=i
label[y_cell, x_cell, id_box, 0]=(x_max+x_min)/2
label[y_cell, x_cell, id_box, 1]=(y_max+y_min)/2
label[y_cell, x_cell, id_box, 2]=x_max-x_min
label[y_cell, x_cell, id_box, 3]=y_max-y_min
label[y_cell, x_cell, id_box, 4]=1.
label[y_cell, x_cell, id_box, 5+id_class]=1.
# Gestion des attributs
# coucou
if list_attributs is not None:
for attr in info_label.split(';')[1:]:
a=attr.split(':')[0]
if a not in list_nom_attributs:
continue
if lab+':'+attr in list_attributs:
id_attr=list_attributs.index(lab+':'+attr)
label[y_cell, x_cell, id_box, 5+nbr_classes+id_attr]=1.
for n in range(len(list_attributs)):
m=list_attributs[n].split(':')[1]
#print(">>>", list_attributs[n].split(';')[0])
if lab==list_attributs[n].split(':')[0] and m==attr.split(':')[0]:
mask_attributs[y_cell, x_cell, id_box, n]=1.
if verbose:
#if True:
print(" LABEL", info_label)
print(" label :", label[y_cell, x_cell, id_box, 5:5+nbr_classes])
print(" attribut:", label[y_cell, x_cell, id_box, 5+nbr_classes:])
print(" mask :", mask_attributs[y_cell, x_cell, id_box])
nbr_objet=nbr_objet+1
if nbr_objet==cfg.max_objet:
print("Nbr objet max atteind !!!!!")
break
if nbr_objet:
return image, label, label2, mask_attributs
else:
return None, None, None, None
def prepare_dataset(dir_dataset, list_labels, list_attributs=None, data_augmentation=False, verbose=False):
if verbose:
print("Liste des labels :", list_labels)
if list_attributs is not None:
print("Liste des attributs:", list_attributs)
images=[]
labels=[]
labels2=[]
masks_attributs=[]
for dir in dir_dataset:
for fichier in glob.glob(dir+"/*.xml"):
with open(fichier) as fd:
doc=xmltodict.parse(fd.read())
fichier=doc['annotation']['filename']
if not os.path.exists(dir+'/'+fichier):
print("Le fichier image n'existe pas ...", fichier)
continue
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if data_augmentation is True:
if cfg.aug_flipH is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
flipH=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if cfg.aug_flipV is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
flipV=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if cfg.aug_flipHV is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
flipH=True, flipV=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if cfg.aug_R90P is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
R90P=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if cfg.aug_R90N is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
R90N=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if cfg.aug_NB is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
NB=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
if cfg.aug_NEG is True:
image, label, label2, mask_attributs=prepare_labels(dir+'/'+fichier,
doc['annotation']['object'],
list_labels,
list_attributs,
NEG=True,
verbose=False)
if image is not None:
images.append(image)
labels.append(label)
labels2.append(label2)
masks_attributs.append(mask_attributs)
else:
continue
images=np.array(images, dtype=np.float32)
labels=np.array(labels, dtype=np.float32)
labels2=np.array(labels2, dtype=np.float32)
masks_attributs=np.array(masks_attributs, dtype=np.float32)
return images, labels, labels2, masks_attributs
def readmodel(dir_file=None):
if dir_file is not None:
if os.path.exists(dir_file):
print("Lecture du modele:", dir_file)
model=tf.saved_model.load(dir_file)
return model
else:
return None
if os.path.exists(cfg.fast_train_model):
print("Lecture du modele:", cfg.fast_train_model)
model=tf.saved_model.load(cfg.fast_train_model)
return model
if os.path.exists(cfg.train_model):
print("Lecture du modele:", cfg.train_model)
model=tf.saved_model.load(cfg.train_model)
return model
print("Aucun modele à lire.")
return None
def inference(image_originale, model, nbr_classes, nbr_attributs):
ratio_x=image_originale.shape[1]/cfg.image_size
ratio_y=image_originale.shape[0]/cfg.image_size
image=cv2.resize(image_originale, (cfg.image_size, cfg.image_size))/255
grid=np.meshgrid(np.arange(cfg.nbr_cellule, dtype=np.float32), np.arange(cfg.nbr_cellule, dtype=np.float32))
grid=np.expand_dims(np.stack(grid, axis=-1), axis=2)
grid=np.tile(grid, (1, 1, cfg.nbr_boxes, 1))
if False:
infer=model.signatures['serving_default']
output_tensorname=list(infer.structured_outputs.keys())[0]
predictions=infer(tf.convert_to_tensor(image, dtype=tf.float32, name="input_1"))[output_tensorname]
else:
predictions=model(np.array([image], dtype=np.float32))
pred_boxes=predictions[0, :, :, :, 0:4]
pred_conf=sigmoid(predictions[0, :, :, :, 4])
pred_classes=softmax(predictions[0, :, :, :, 5:5+nbr_classes])
if cfg.with_attribut:
pred_attr=softmax(predictions[0, :, :, :, 5+nbr_classes:])
ids=np.argmax(pred_classes, axis=-1)
x_center=((grid[:, :, :, 0]+sigmoid(pred_boxes[:, :, :, 0]))*cfg.cellule_size)
y_center=((grid[:, :, :, 1]+sigmoid(pred_boxes[:, :, :, 1]))*cfg.cellule_size)
w=(np.exp(pred_boxes[:, :, :, 2])*cfg.anchors[:, 0]*cfg.cellule_size)
h=(np.exp(pred_boxes[:, :, :, 3])*cfg.anchors[:, 1]*cfg.cellule_size)
x_min=(x_center-w/2)*ratio_x
y_min=(y_center-h/2)*ratio_y
x_max=(x_center+w/2)*ratio_x
y_max=(y_center+h/2)*ratio_y
tab_boxes=np.stack([y_min, x_min, y_max, x_max], axis=-1).reshape(-1, 4).astype(np.float32)
pred_conf=pred_conf.reshape(-1)
ids=ids.reshape(-1)
if cfg.with_attribut:
pred_attr=pred_attr.reshape(-1, nbr_attributs)
else:
pred_attr=None
tab_index=tf.image.non_max_suppression(tab_boxes, pred_conf, 42)
return tab_boxes.astype(np.int32), pred_conf, ids, pred_attr, tab_index