Python图像处理如何实现批量标注与训练集生成【教程】

舞夢輝影
发布: 2025-12-16 21:57:29
原创
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Python批量标注图像并生成训练集的核心是构建可重复流程:一用labelImg或CVAT半自动标注并统一命名;二用脚本校验、转换格式(如VOC转YOLO);三按类别分层划分数据集并生成配置文件。

python图像处理如何实现批量标注与训练集生成【教程】

用Python批量标注图像并生成训练集,核心是把“人工标注”变成“可重复的流程”,关键不在工具多炫酷,而在结构清晰、格式统一、后续能直接喂给模型。下面分三步讲清楚:怎么快速打标签、怎么存成标准格式、怎么切分训练验证集。

一、用labelImg或CVAT做半自动标注(省时又规范)

别手写XML或JSON——容易错、难维护。推荐两个主流工具:

  • labelImg:轻量级,适合小项目。安装后打开图片,画框、输类别名,自动保存为Pascal VOC格式的XML文件。支持快捷键(W画框、D下一张),还能加载预训练YOLO模型辅助初筛。
  • CVAT:开源在线平台,支持多人协作、视频帧标注、属性标记(比如“戴口罩:是/否”)。导出时选COCO JSON或YOLO TXT,和主流框架无缝对接。

标注前先统一命名规则(如img_001.jpg)、建好目录结构(images/labels/ 平行),后面脚本才好批量处理。

二、用Python脚本批量转换与校验格式

标注完不是终点,得检查、对齐、转格式。常见问题:图片没对应标签、坐标越界、类别名拼错。一段实用脚本逻辑如下:

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  • 遍历images/目录,提取所有jpg/png文件名;
  • 按同名查找labels/下的XML或TXT,缺一个就报错提醒;
  • 读XML解析bbox坐标,检查是否在0~1范围内(YOLO要求归一化);
  • 把VOC转YOLO格式:生成classes.txt,每张图对应一个xxx.txt,每行cls_id x_center y_center width height

不用从头写——yolo2vocvoc2yolo等开源转换脚本可直接改用,重点是加几行校验逻辑,避免训练时报“index out of bounds”。

三、自动划分train/val/test并生成数据配置文件

按比例随机拆分不是难点,关键是保留类别分布均衡(尤其小样本类别)。建议用sklearn.model_selection.train_test_split配合stratify参数:

  • 先统计每张图的主类别(取出现次数最多的cls_id),作为分层依据;
  • 调用train_test_split(..., test_size=0.2, stratify=class_labels)确保val集里猫狗比例和原数据一致;
  • 生成dataset.yaml(YOLOv8用)或train.txt/val.txt(Darknet用),内容就是图片绝对路径列表。

额外提示:加个--shuffle开关,每次运行结果可复现;保存划分结果到splits/目录,方便回溯。

基本上就这些。不复杂但容易忽略的是:标注阶段定好类别顺序、脚本里加路径存在性判断、每次生成前清空旧输出目录。跑通一次,后续新数据进来只要三步:放图→点标注→运行脚本→开训。

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