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将XML文件转换为YOLOv5训练数据TXT标签文件

创作时间:

作者:

@小白创作中心

将XML文件转换为YOLOv5训练数据TXT标签文件

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/qq_45640207/article/details/139568584

在目标检测任务中，数据预处理是一个重要的环节。本文将介绍如何将常见的XML标注文件转换为YOLOv5训练所需的格式，包括标签文件和类别文件的生成。

代码实现

# 实现xml格式转yolov5格式
import os
import xml.etree.ElementTree as ET

# 定义一个函数用于从XML文件中提取类别信息
def extract_classes_from_xml(xml_file, all_classes):
    global tree
    tree = ET.parse(xml_file)
    for obj in tree.findall('object'):
        class_name = obj.find('name').text
        if class_name not in all_classes:
            all_classes[class_name] = len(all_classes)
    return all_classes

def main():
    # 准备保存 classes 信息的文件
    classes_file_path = 'path/to/your/classes.txt'
    # 遍历XML文件夹
    xml_folder = 'path/to/your/xml_files'
    txt_folder = 'path/to/your/txt_files'
    all_classes = {}

    # 准备保存类别信息的文件
    with open(classes_file_path, 'w') as classes_file:
        for xml_file in os.listdir(xml_folder):
            if not xml_file.endswith('.xml'):
                continue
            image_id = os.path.splitext(xml_file)[0]

            # 从XML文件中提取类别信息
            all_classes = extract_classes_from_xml(os.path.join(xml_folder, xml_file), all_classes)

            with open(os.path.join(txt_folder, f'{image_id}.txt'), 'w') as txt_file:
                for obj in ET.parse(os.path.join(xml_folder, xml_file)).findall('object'):
                    class_name = obj.find('name').text
                    class_id = all_classes[class_name]
                    bbox = obj.find('bndbox')
                    x_min = float(bbox.find('xmin').text)
                    y_min = float(bbox.find('ymin').text)
                    x_max = float(bbox.find('xmax').text)
                    y_max = float(bbox.find('ymax').text)
                    width = x_max - x_min
                    height = y_max - y_min
                    x_center = x_min + width / 2
                    y_center = y_min + height / 2
                    img_width = float(tree.find('size').find('width').text)
                    img_height = float(tree.find('size').find('height').text)
                    x_center /= img_width
                    y_center /= img_height
                    width /= img_width
                    height /= img_height
                    line = f"{class_id} {x_center} {y_center} {width} {height}\n"
                    txt_file.write(line)
            print(f" {image_id}.xml to {image_id}.txt 转换完成")

        for class_name, class_id in all_classes.items():
            classes_file.write(f"{class_name}\n")
    print("转换完成，祝愿您顺利")

if __name__ == "__main__":
    main()

代码解析

难点只有

with open(classes_file_path, 'w') as classes_file

这里的
从一个XML文件中读取标注信息，并将这些信息转换成用于训练图像识别模型的格式。
下面是对这段代码的逐行解释：

打开文件用于写入类别信息

with open(classes_file_path, 'w') as classes_file:

这里打开了classes_file_path指向的文件用于写入。classes_file会用来保存所有的类别名称。

这段代码遍历了xml_folder中的所有文件。os.listdir()返回一个包含指定目录中所有文件和目录名称的列表。

for xml_file in os.listdir(xml_folder):

这个条件检查确保只处理以.xml结尾的文件。如果不是XML文件，则跳过当前循环迭代。

if not xml_file.endswith('.xml'): 
    continue

这里使用os.path.splitext()函数将文件名和扩展名分离，并获取文件名部分。image_id现在包含了没有扩展名的文件名。

image_id = os.path.splitext(xml_file)[0]

os.path.splitext()函数
可以将文件路径分割成路径名和文件扩展名两部分，并以
元组
的形式返回。
这样做的原因是因为在很多操作系统中，文件名通常包含了文件的路径以及文件扩展名，如/path/to/file.xml。通过使用os.path.splitext()，我们可以方便地分离出文件名和扩展名部分，进而更方便地对它们进行处理。
例如，假设xml_file的值为"example.xml"，那么os.path.splitext(xml_file)将返回(“example”, “.xml”)，然后通过[0]索引取得文件名部分"example"。这样就实现了将文件名和扩展名分离的目的。
总的来说，os.path.splitext()函数在处理文件路径和文件名时非常实用，能够帮助我们轻松地获取文件名和扩展名，从而进行文件处理操作。

从XML文件中提取类别信息

all_classes = extract_classes_from_xml(os.path.join(xml_folder, xml_file), all_classes)

这里调用了extract_classes_from_xml()函数，一个从XML文件中提取所有类别名称的函数，并将这些类别名称保存到一个字典中，其中类别名称是键，而类别ID是值。
函数extract_classes_from_xml接收两个参数：xml_file和all_classes。
1、xml_file是XML文件的路径，
2、all_classes是一个字典，用于存储已知的所有类别名称和它们的ID。
在函数内部，首先使用ET.parse(xml_file)解析XML文件，并将其存储在全局变量tree中。然后，使用tree.findall(‘object’)遍历所有 < object >标签。对于每个< object >标签，提取其name标签中的文本，即类别名称。如果这个类别名称之前没有在all_classes字典中出现过，那么就将其添加到字典中，并设置其ID为当前类别ID。这里的类别ID是字典中类别名称的数量，即len(all_classes)。
最后，函数返回更新后的类别字典all_classes。这个字典包含了所有在XML文件中出现的类别名称及其对应的ID。
在主代码中，每次调用extract_classes_from_xml时，都会更新all_classes字典，因为它包含了所有之前遇到过的类别名称。这样，最终all_classes将包含所有的类别名称和它们的ID，这些信息将被用于创建训练数据文件和类别文件。

这段代码打开了一个文件用于写入，该文件位于txt_folder中，文件名是image_id加上.txt扩展名。

with open(os.path.join(txt_folder, f'{image_id}.txt'), 'w') as txt_file:

这段代码遍历了XML文档中的所有< object >标签。ET是ElementTree的缩写，.parse()函数解析XML文件

for obj in ET.parse(os.path.join(xml_folder, xml_file)).findall('object'):

这段代码从每个< object >标签中提取类别的名称，并通过all_classes字典将类别名称映射到一个类别ID。

class_name = obj.find('name').text
class_id = all_classes[class_name]

提取了边界框的四个坐标信息，即左上角和右下角的(x, y)值。

bbox = obj.find('bndbox')
x_min = float(bbox.find('xmin').text)
y_min = float(bbox.find('ymin').text)
x_max = float(bbox.find('xmax').text)
y_max = float(bbox.find('ymax').text)

计算了边界框的宽度、高度以及中心点的位置。

width = x_max - x_min
height = y_max - y_min
x_center = x_min + width / 2
y_center = y_min + height / 2

这里提取了图像的宽度和高度。

img_width = float(tree.find('size').find('width').text)
img_height = float(tree.find('size').find('height').text)

将边界框的坐标和尺寸进行归一化，即将它们除以图像的宽度和高度，使它们落在0到1之间。

x_center /= img_width
y_center /= img_height
width /= img_width
height /= img_height

生成了保存到文本文件的一行数据，其中包含了类别ID、归一化后的边界框中心坐标、宽度和高度。

line = f"{class_id} {x_center} {y_center} {width} {height}\n"
txt_file.write(line)

最后，将每个XML文件中的目标信息转换并写入一个对应的txt文件中，同时将类别信息写入classes_file中。整个过程将针对每个XML文件中的目标执行，最终完成目标检测训练数据的准备工作。

使用方法

确保你已经下载了包含XML标注文件的数据集
将上述代码保存为一个Python脚本文件（例如：xml_to_yolov5.py）
修改代码中的路径变量：

classes_file_path：类别文件的保存路径
xml_folder：XML标注文件所在的文件夹路径
txt_folder：转换后的TXT标签文件的保存路径

运行Python脚本：python xml_to_yolov5.py
脚本运行完成后，会在指定的txt_folder目录下生成对应的TXT标签文件，并在classes_file_path指定的位置生成classes.txt文件

总结

本文介绍了如何将XML标注文件转换为YOLOv5训练所需的格式，包括标签文件和类别文件的生成。通过Python的xml.etree.ElementTree库，可以轻松实现XML文件的解析和数据转换。这种方法适用于各种基于XML标注的目标检测数据集，能够帮助研究者和开发者快速准备训练数据。