1. 规则矩形框的IoU计算

  1. 有些目标检测中，预测的边界框为规则的矩形，则只需要知道矩形的左上角和右下角的坐标信息，就可以得到矩形框所有想要的信息。对于这种情况，IoU的python实现如下（python3.5）
  1. def IoU(box1, box2):
  2.     '''
  3.     计算两个矩形框的交并比
  4.     :param box1: list,第一个矩形框的左上角和右下角坐标
  5.     :param box2: list,第二个矩形框的左上角和右下角坐标
  6.     :return: 两个矩形框的交并比iou
  7.     '''
  8.     x1 = max(box1[0], box2[0])   # 交集左上角x
  9.     x2 = min(box1[2], box2[2])   # 交集右下角x
  10.     y1 = max(box1[1], box2[1])   # 交集左上角y
  11.     y2 = min(box1[3], box2[3])   # 交集右下角y
  13.     overlap = max(0., x2-x1) * max(0., y2-y1)
  14.     union = (box1[2]-box1[0]) * (box1[3]-box1[1]) \
  15.             + (box2[2]-box2[0]) * (box2[3]-box2[1]) \
  16.             - overlap
  18.     return overlap/union
  19. if __name__ == '__main__':
  20.     # box = [左上角x1,左上角y1,右下角x2,右下角y2]
  21.     box1 = [10, 0, 15, 10]
  22.     box2 = [12, 5, 20, 15]
  23.     iou = IoU(box1, box2)

2. 非矩形框IoU计算

  1. 在有些目标检测中，检测框并不是规则的矩形框，例如自然场景下的文本检测，有些呈现平行四边形，梯形等情况，这时计算IoU时，就比较复杂一些。这时可以借助于python的一些库实现多边形的面积计算。
  1. import shapely
  2. import numpy as np
  3. from shapely.geometry import Polygon, MultiPoint  # 多边形
  5. def bbox_iou_eval(box1, box2):
  6.     '''
  7.     利用python的库函数实现非矩形的IoU计算
  8.     :param box1: list,检测框的四个坐标[x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4]
  9.     :param box2: lsit,检测框的四个坐标[x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4]
  10.     :return: IoU
  11.     '''
  12.     box1 = np.array(box1).reshape(4, 2)  # 四边形二维坐标表示
  13.     # python四边形对象，会自动计算四个点，并将四个点重新排列成
  14.     # 左上，左下，右下，右上，左上（没错左上排了两遍）
  15.     poly1 = Polygon(box1).convex_hull
  16.     box2 = np.array(box2).reshape(4, 2)
  17.     poly2 = Polygon(box2).convex_hull
  19.     if not poly1.intersects(poly2):  # 如果两四边形不相交
  20.         iou = 0
  21.     else:
  22.         try:
  23.             inter_area = poly1.intersection(poly2).area  # 相交面积
  24.             iou = float(inter_area) / (poly1.area + poly2.area - inter_area)
  25.         except shapely.geos.TopologicalError:
  26.             print('shapely.geos.TopologicalError occured, iou set to 0')
  27.             iou = 0
  29.     return iou
  31. if __name__ == '__main__':
  32.     # box = [四个点的坐标，顺序无所谓]
  33.     box3 = [10, 0, 15, 0, 15, 10, 10, 10]   # 左上，右上，右下，左下
  34.     box4 = [12, 5, 20, 2, 20, 15, 12, 15]
  35.     iou = bbox_iou_eval(box3, box4)
  36.     print(iou)

References

IOU交并比的计算