Intersect over Union[IoU] C++ / Python 코드

IOU(Intersect over Union)

IoU는 아래의 그림[1] 같이 구해진다. 예측된 바운더리 박스와 사용자가 설정한 바운더리 박스 간 중첩되는 부분의 면적을 측정해서 중첩된 면적을 합집합의 면적으로 나눠준다.

IoU의 계산 결과 값이 0.5 이상이면 제대로 검출(TP)되었다고 판단한다. 만약 0.5 미만이면 잘못 검출(FP)되었다고 판단한다. (이 값은 임의의 값으로 설정할 수 있다.)

 

 

 

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중첩 영역 계산

중첩 영역 계산은 박스 A, 박스 B의 왼쪽 상단, 오른쪽 하단의 좌표 값을 이용하여 중첩 부분의 왼쪽 상단, 오른쪽 하단의 값을 구한다. 그리고 width, height 값을 이용하여 Overlapping region 값을 구한다.

 

 

 

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결합 영역 계산

중첩 영역 계산을 이용하여 구한 Overlapping region과 박스 A, 박스 B 값을 이용하여 결합 영역을 계산한다.

 

 

 

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IOU 점수 해석

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Python 코드

def get_iou(a, b, epsilon=1e-5):
 # COORDINATES OF THE INTERSECTION BOX
    x1 = max(a[0], b[0])
    y1 = max(a[1], b[1])
    x2 = min(a[2], b[2])
    y2 = min(a[3], b[3])

    # AREA OF OVERLAP - Area where the boxes intersect
    width = (x2 - x1)
    height = (y2 - y1)
    # handle case where there is NO overlap
    if (width<0) or (height <0):
        return 0.0
    area_overlap = width * height

    # COMBINED AREA
    area_a = (a[2] - a[0]) * (a[3] - a[1])
    area_b = (b[2] - b[0]) * (b[3] - b[1])
    area_combined = area_a + area_b - area_overlap

    # RATIO OF AREA OF OVERLAP OVER COMBINED AREA
    iou = area_overlap / (area_combined+epsilon)
    return iou

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C++ 코드

std::vector<float> ofApp::IouValue(std::vector<ofVec4f> Input, std::vector<ofVec4f> Human) {

	vector<float> iou;

	ofVec2f tmpinput_leftup;
	ofVec2f tmpinput_rightdown;
	ofVec2f tmphuman_leftup;
	ofVec2f tmphuman_rightdown;

	int x1, y1, x2, y2;
	int tmpwidth;
	int tmpheight;

	float area_overlap;
	float area_a;
	float area_b;
	float area_combined;
	float epsilon;

	int maxsize = max(Input.size(), (Human.size()));
	iou.resize(maxsize);

	for (int k = 0; k < maxsize; k++) {

		tmpinput_leftup.x = Input[k].x;
		tmpinput_leftup.y = Input[k].y;

		tmpinput_rightdown.x = Input[k].x + Input[k].z;
		tmpinput_rightdown.y = Input[k].y + Input[k].w;

		tmphuman_leftup.x = Human[k].x;
		tmphuman_leftup.y = Human[k].y;

		tmphuman_rightdown.x = Human[k].x + Human[k].z;
		tmphuman_rightdown.y = Human[k].y + Human[k].w;

		x1 = max(tmpinput_leftup.x, tmphuman_leftup.x);
		y1 = max(tmpinput_leftup.y, tmphuman_leftup.y);
		x2 = min(tmpinput_rightdown.x, tmphuman_rightdown.x);
		y2 = min(tmpinput_rightdown.y, tmphuman_rightdown.y);

		tmpwidth = (x2 - x1);
		tmpheight = (y2 - y1);

		if (tmpwidth < 0 || tmpheight < 0) {
			iou[k] = 0.0f;
			continue;
		}
        
		area_overlap = tmpwidth * tmpheight;
		area_a = (tmpinput_rightdown.x - tmpinput_leftup.x) * (tmpinput_rightdown.y - tmpinput_leftup.y);
		area_b = (tmphuman_rightdown.x - tmphuman_leftup.x) * (tmphuman_rightdown.y - tmphuman_leftup.y);

		area_combined = area_a + area_b - area_overlap;
		epsilon = 1e-5;
		iou[k] = area_overlap / (area_combined + epsilon);

	}

	return iou;

}

 

 

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참고문헌

Ronny Restrepo