YOLOV7学习记录之mAP计算

news2024/12/28 19:16:56

如何评估一个训练好模型的好坏，是目标检测中一个很重要的因素，如常见的TP、FP、AP、PR、map等

TP、FP、TN、FN

TP：被正确分类为正样本的数量；实际是正样本，也被模型分类为正样本
FP：被错误分类为正样本的数量；实际是负样本，但被模型分类为正样本
TN：被正确分类为负样本的数量；实际是负样本，也被模型分类为负样本
FN：被错误分类为负样本的数量；实际是正样本，但被模型分类为负样本
如下图举例：
在这里插入图片描述
红色是预测框，绿色是真实框。
假设阈值为0.5，意思就是预测框与真实框的IoU大于等于0.5时认为检测到目标了。
TP是IoU>0.5的检测框数量（在同一真实框下只计算一次），图中的框①。
FP是IoU<=0.5的检测框数量，图中的框②。
FN是没有被检测到的框数量，图中的框③。

Precision和Recall

Precision

计算公式：

P = TP / (TP + FP)

Precision是针对预测结果而言的，含义是在预测结果中，有多少预测框预测正确了。
但是光靠一个Precision指标是有缺陷的，比如在下面这种情况中：
在这里插入图片描述
在预测结果中，预测正确的目标有一个，预测错误的目标有0个，所以TP=1，FP=0，则P=1，但是图中除了①，②③④⑤都没有检测出来，所以单靠一个Precision指标肯定是不行的。

Recall

计算公式：

R = TP / (TP + FN)
Recall是针对原样本而言的，含义是在所有真实目标中，模型预测正确目标的比例。
但是单靠Recall来判断模型预测结果好坏也不行，比如下面这种情况：
在这里插入图片描述

AP（P-R曲线下的面积）

对于以下三张猫的图片，分别对每张图片进行统计，并存入一个表格中，这个表格是按照置信度降序排序的：
在这里插入图片描述
此时真实框有两个，所有num_ob=2（num_ob是累加起来的），当IoU大于等于0.5时，认为检测到了目标。

此时num_ob=3，这张图片只有一个真实框，所以num_ob+=1

最后得到左边的一张表格，先从第一个元素开始计算Precision和Recall，一次累加一个元素，直到表格中所以元素计算完成为止
在这里插入图片描述

此时我们会得到右边的一张表格，按照这个表格，我们就可以绘制P-R曲线了，在绘制前需要删除一些Recall重复的数据，如图中的第五和第六个数据。

mAP(mean Average Precision)

上面的0.6694就是猫所对应的AP值，采用这个方法，我们可以计算出所有类别所对应的AP值，再除以类别的个数，就得到了map。

在这里插入图片描述

 def get_map_txt(self, image_id, image, class_names, map_out_path):
        f = open(os.path.join(map_out_path, "detection-results/"+image_id+".txt"), "w", encoding='utf-8') 
        image_shape = np.array(np.shape(image)[0:2])
        #---------------------------------------------------------#
        #   在这里将图像转换成RGB图像，防止灰度图在预测时报错。
        #   代码仅仅支持RGB图像的预测，所有其它类型的图像都会转化成RGB
        #---------------------------------------------------------#
        image       = cvtColor(image)
        #---------------------------------------------------------#
        #   给图像增加灰条，实现不失真的resize
        #   也可以直接resize进行识别
        #---------------------------------------------------------#
        image_data  = resize_image(image, (self.input_shape[1], self.input_shape[0]), self.letterbox_image)
        #---------------------------------------------------------#
        #   添加上batch_size维度
        #---------------------------------------------------------#
        image_data  = np.expand_dims(np.transpose(preprocess_input(np.array(image_data, dtype='float32')), (2, 0, 1)), 0)

        with torch.no_grad():
            images = torch.from_numpy(image_data)
            if self.cuda:
                images = images.cuda()
            #---------------------------------------------------------#
            #   将图像输入网络当中进行预测！
            #---------------------------------------------------------#
            outputs = self.net(images)
            outputs = self.bbox_util.decode_box(outputs)
            #---------------------------------------------------------#
            #   将预测框进行堆叠，然后进行非极大抑制
            #---------------------------------------------------------#
            results = self.bbox_util.non_max_suppression(torch.cat(outputs, 1), self.num_classes, self.input_shape, 
                        image_shape, self.letterbox_image, conf_thres = self.confidence, nms_thres = self.nms_iou)
                                                    
            if results[0] is None: 
                return 

            top_label   = np.array(results[0][:, 6], dtype = 'int32')
            top_conf    = results[0][:, 4] * results[0][:, 5]
            top_boxes   = results[0][:, :4]

        for i, c in list(enumerate(top_label)):
            predicted_class = self.class_names[int(c)]
            box             = top_boxes[i]
            score           = str(top_conf[i])

            top, left, bottom, right = box
            if predicted_class not in class_names:
                continue

            f.write("%s %s %s %s %s %s\n" % (predicted_class, score[:6], str(int(left)), str(int(top)), str(int(right)),str(int(bottom))))

        f.close()
        return