VOC数据集介绍以及读取（目标检测object detection）

VOC（Visual Object Classes）数据集是一个广泛使用的计算机视觉数据集，主要用于目标检测、图像分割和图像分类等任务。VOC数据集最初由英国牛津大学的计算机视觉小组创建，并在PASCAL VOC挑战赛中使用。

VOC数据集包含各种不同类别的标记图像，每个图像都有与之相关联的边界框（bounding box）和对象类别的标签。数据集中包括了20个常见的目标类别，例如人、汽车、猫、狗等。此外，VOC数据集还提供了用于图像分割任务的像素级标注。

VOC数据集涵盖了多个年度的发布，每个年度的数据集包含训练集、验证集和测试集。训练集用于模型的训练和参数优化，验证集用于模型的调参和性能评估，而测试集则用于最终模型的性能评估和比较。

VOC数据集下载的目录如下

1. Annotations是用于目标检测的xml标注文件
2. ImageSets是提前分好的train val test的txt文件，如果不提交比赛，可以自己写一个
3. JPEGImages是原本的jpg图像
4. 剩余两个均用于图像分割中

读取VOC数据集的一般流程（目标检测）
Annotations中的xml标注文件样式如下：

<annotation>
	<folder>VOC2007</folder>
	<filename>000001.jpg</filename>
	<source>
		<database>The VOC2007 Database</database>
		<annotation>PASCAL VOC2007</annotation>
		<image>flickr</image>
		<flickrid>341012865</flickrid>
	</source>
	<owner>
		<flickrid>Fried Camels</flickrid>
		<name>Jinky the Fruit Bat</name>
	</owner>
	<size>
		<width>353</width>
		<height>500</height>
		<depth>3</depth>
	</size>
	<segmented>0</segmented>
	<object>
		<name>dog</name>
		<pose>Left</pose>
		<truncated>1</truncated>
		<difficult>0</difficult>
		<bndbox>
			<xmin>48</xmin>
			<ymin>240</ymin>
			<xmax>195</xmax>
			<ymax>371</ymax>
		</bndbox>
	</object>
	<object>
		<name>person</name>
		<pose>Left</pose>
		<truncated>1</truncated>
		<difficult>0</difficult>
		<bndbox>
			<xmin>8</xmin>
			<ymin>12</ymin>
			<xmax>352</xmax>
			<ymax>498</ymax>
		</bndbox>
	</object>
</annotation>

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xml中object标签下是关于检测框的坐标信息，（xmin，ymin）表示左上角，（xmax，ymax）表示右下角

其对应的图像如下：

通常采取的方式是

1. 将xml文件转换为txt文本文件，每一行代表了一张图片的坐标信息和类别信息
2. 读取txt文本文件放入dataset中

以下是xml转换为文本的python code

import xml.etree.ElementTree as ET
import os

def parse_rec(filename):
    print(filename)
    tree = ET.parse(filename)
    objects = []
    for obj in tree.findall('object'):
        obj_struct = {}
        difficult = int(obj.find('difficult').text)
        if difficult == 1:
            continue
        obj_struct['name'] = obj.find('name').text
        bbox = obj.find('bndbox')
        obj_struct['bbox'] = [int(float(bbox.find('xmin').text)),
                              int(float(bbox.find('ymin').text)),
                              int(float(bbox.find('xmax').text)),
                              int(float(bbox.find('ymax').text))]
        objects.append(obj_struct)
        """
        obj_struct:{'name': 'dog', 'bbox': [48, 240, 195, 371]}
        """
    """
    objects: [{'name': 'dog', 'bbox': [48, 240, 195, 371]}, {'name': 'person', 'bbox': [8, 12, 352, 498]}]
    """
    return objects


VOC_CLASSES = (    # always index 0
    'aeroplane', 'bicycle', 'bird', 'boat',
    'bottle', 'bus', 'car', 'cat', 'chair',
    'cow', 'diningtable', 'dog', 'horse',
    'motorbike', 'person', 'pottedplant',
    'sheep', 'sofa', 'train', 'tvmonitor')

train_val_dataset = open('VOC_train_val.txt', 'r')
test_dataset = open('VOC_test.txt', 'r')

train_val_file = open('myDataset_train_val', 'w')
test_file = open('myDataset_test', 'w')

# 读取训练验证图像的名称
train_val_lines = train_val_dataset.readlines()
train_val_lines = [x[:-1].split(' ')[0] for x in train_val_lines]
# 读取测试图像的名称
test_lines = test_dataset.readlines()
test_lines = [x[:-1] for x in test_lines]

Annotations = r'D:/Detection/VOC2007/VOCdevkit/VOC2007/Annotations/'
xml_files = os.listdir(Annotations)

count = 0
for xml_file in xml_files:
    count += 1
    image_path = xml_file.split('.')[0] + '.jpg'
    results = parse_rec(Annotations + xml_file)
    # 理论不存在
    if len(results) == 0:
        continue
    write_line = image_path
    for result in results:
        class_name = result['name']
        name = VOC_CLASSES.index(class_name)
        bbox = result['bbox']
        write_line += ' '+str(bbox[0])+' '+str(bbox[1])+' '+str(bbox[2])+' '+str(bbox[3])+' '+str(name)
    write_line += '\n'
    if xml_file.split('.')[0] in train_val_lines:
        train_val_file.write(write_line)
    elif xml_file.split('.')[0] in test_lines:
        test_file.write(write_line)

train_val_file.close()
test_file.close()

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转后的txt文件如下：

000001.jpg 48 240 195 371 11 8 12 352 498 14
000002.jpg 139 200 207 301 18
000003.jpg 123 155 215 195 17 239 156 307 205 8
000004.jpg 13 311 84 362 6 362 330 500 389 6 235 328 334 375 6 175 327 252 364 6 139 320 189 359 6 108 325 150 353 6 84 323 121 350 6
000006.jpg 187 135 282 242 15 154 209 369 375 10 255 207 366 375 8 138 211 249 375 8
000008.jpg 192 16 364 249 8
000010.jpg 87 97 258 427 12 133 72 245 284 14
000011.jpg 126 51 330 308 7
000013.jpg 299 160 446 252 9
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第一个表示图片的名称，接下来没5个数字看成一组，前四个分别为xmin，ymin，xmax，ymax，第五个为类别编号。