浅谈Python3实现两个矩形的交并比(IoU)
一、前言
因为最近刚好被问到这个问题，但是自己当时特别懵逼，导致没有做出来。所以下来后自己Google了很多IoU的博客，但是很多博客要么过于简略，要么是互相转载的，有一些博客图和代码还有点问题，也导致自己这个萌新走了不少弯路。所以自己重新整理了看的博客，力求以更简单的方式展现这个问题的解答办法，方便日后自己回顾。如果朋友们觉得写的有问题的地方，非常欢迎大家在下面留言交流，避免因为我的问题导致读者走弯路。
二、交并比的概念及应用
假设平面坐标中有一个矩形，并且这个矩形的长和宽均分别与x轴和y轴平行。
那么矩形在平面坐标中的唯一位置可以通过对角线上的两个顶点坐标来确定（这里不做证明）。
如下图所示：这个矩形的唯一位置可以用左上和右下的顶点坐标，即：（xmin, ymax, xmax, ymin)来确定，也可以用左下和右上顶点坐标，即（xmin, ymin, xmax, ymax)来确定。
接下来说一下自己踩的坑：网上的大部分博客，图是标的是左上和右下的顶点坐标，但是代码清一色是通过左下和右上顶点坐标来确定矩形位置的。所以一开始看着特别晕圈。
理论上两种确定方式都可以，不过相对而言，通过左下和右上两个顶点坐标，即（xmin, ymin, xmax, ymax)来确定矩形位置更符合我们的习惯，我想这也是网上大部分代码都是这样的原因吧。
IoU计算公式：
def calculate_IoU(predicted_bound, ground_truth_bound):
"""
computing the IoU of two boxes.
Args:
box: (x1, y1, x2, y2),通过左上和右下两个顶点坐标来确定矩形
Return:
IoU: IoU of box1 and box2.
"""
px1, py1, px2, py2 = predicted_bound
print("预测框P的坐标是：({}, {}, {}, {})".format(px1, py1, px2, py2))
gx1, gy1, gx2, gy2 = ground_truth_bound
print("原标记框G的坐标是：({}, {}, {}, {})".format(gx1, gy1, gx2, gy2))
parea = (px2 - px1) * (py1 - py2) # 计算P的面积
garea = (gx2 - gx1) * (gy1 - gy2) # 计算G的面积
print("预测框P的面积是：{}；原标记框G的面积是：{}".format(parea, garea))
# 求相交矩形的左上和右下顶点坐标(x1, y1, x2, y2)
x1 = max(px1, gx1) # 得到左上顶点的横坐标
y1 = min(py1, gy1) # 得到左上顶点的纵坐标
x2 = min(px2, gx2) # 得到右下顶点的横坐标
y2 = max(py2, gy2) # 得到右下顶点的纵坐标
# 利用max()方法处理两个矩形没有交集的情况,当没有交集时,w或者h取0,比较巧妙的处理方法
# w = max(0, (x2 - x1)) # 相交矩形的长，这里用w来表示
# h = max(0, (y1 - y2)) # 相交矩形的宽，这里用h来表示
# print("相交矩形的长是：{}，宽是：{}".format(w, h))
# 这里也可以考虑引入if判断
w = x2 - x1
h = y1 - y2
if w <=0 or h <= 0:
return 0
area = w * h # G∩P的面积
print("G∩P的面积是：{}".format(area))
# 并集的面积 = 两个矩形面积 - 交集面积
IoU = area / (parea + garea - area)
return IoU
if __name__ == '__main__':
IoU = calculate_IoU( (1, 1, 3, -1), (0, 2, 2, 0))
print("IoU是：{}".format(IoU))
以上这篇浅谈Python3实现两个矩形的交并比(IoU)就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持来客网。
