【多目标跟踪】搞不懂MOT数据集，会跑代码有啥用！

机器视觉CV

发布于 2020-07-23 11:17:38

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基本数据集介绍

MOT 数据集

数据集用的最多的是 MOTChallenge，专注于行人追踪的。https://motchallenge.net/

15 年的都是采集的老的数据集的视频做的修正。参考论文：MOTChallenge 2015: Towards a Benchmark for Multi-Target Tracking『https://arxiv.org/abs/1504.01942』
16 年的是全新的数据集，相比于 15 年的行人密度更高、难度更大。特别注意这个 DPM 检测器，效果非常的差，全是漏检和误检。参考论文：MOT16: A Benchmark for Multi-Object Tracking：『https://arxiv.org/abs/1603.00831』
17 年的视频和 16 年一模一样，只是提供了三个检测器，相对来说更公平。也是现在论文的主流数据集。
19 年的是针对特别拥挤情形的数据集，只有 CVPR19 比赛时才能提交。

KITTI 数据集

KITTI 数据集的是针对自动驾驶的数据集，有汽车也有行人，在 MOT 的论文里用的很少。http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/index.php

MOT16

针对 MOT16 数据集介绍一下，它与 MOT15 数据的部分标注信息可能存在差别，需要注意～

MOT16 数据集是在 2016 年提出来的用于衡量多目标跟踪检测和跟踪方法标准的数据集，专门用于行人跟踪。总共有 14 个视频，训练集和测试集各 7 个，这些视频每个都不一样，按照官网的说法，它们有些是固定摄像机进行拍摄的，有些是移动摄像机进行拍摄的，而且拍摄的角度各不一样（低、中、高度进行拍摄），拍摄的条件不一样，包括不同的天气，白天或者夜晚等，还具有非常高的人群密度，总之，这个数据集非常具有挑战性。

MOT16 数据集使用的检测器是 DPM，这个检测器在检测 “人” 这个类别上具有较好的性能。

MOTChallenge 官网截图

这些视频的主要信息如下：包括 FPS、分辨率、视频时长、轨迹数、目标书、密度、静止或者移动拍摄、低中高角度拍摄、拍摄的天气条件等。

这些视频的检测框的信息如下：

MOT16 数据的目录结构如下所示：包含训练集和测试集（各有 7 个视频）

每个子文件夹（如 MOT16-01）代表一个视频转换后的数据集，包含几个文件或者文件夹，其目录结构与具体含义如下：

MOT16/
├── test
│   ├── MOT16-01
│   │   ├── det
│   │   │   └── det.txt
│   │   ├── img1
│   │   │   ├── 000001.jpg
│   │   │   ├── xxxxxx.jpg
│   │   │   └── 000450.jpg
│   │   └── seqinfo.ini
│   ├── MOT16-03
│   ├── MOT16-06
│   ├── MOT16-07
│   ├── MOT16-08
│   ├── MOT16-12
│   └── MOT16-14
│
└── train
    ├── MOT16-02
    │   ├── det
    │   │   └── det.txt
    │   ├── gt
    │   │   └── gt.txt
    │   ├── img1
    │   │   ├── 000001.jpg
    │   │   ├── xxxxxx.jpg
    │   │   └── 000600.jpg
    │   └── seqinfo.ini
    ├── MOT16-04
    ├── MOT16-05
    ├── MOT16-09
    ├── MOT16-10
    ├── MOT16-11
    └── MOT16-13

seqinfo.ini

文件内容如下，主要用于说明这个文件夹的一些信息，比如图片所在文件夹 img1，帧率，视频的长度，图片的长和宽，图片的后缀名。

[Sequence]
name=MOT16-05
imDir=img1
frameRate=14
seqLength=837
imWidth=640
imHeight=480
imExt=.jpg

det/det.txt

这个文件中存储了图片的检测框的信息（这里用 MOT16-05 文件来说明，该文件下 img1 文件下有 837 张图片，代表视频的每一帧）

从左到右分别代表的意义是

第 1 个值：frame: 第几帧图片
第 2 个值：id: 这个检测框分配的 id，（由于暂时未定，所以均为 - 1）
第 3-6 个值：bbox (四位): 分别是左上角坐标（top, left）和宽 (width) 高 (height)
第 7 个值：conf：这个 bbox 包含物体的置信度，可以看到并不是传统意义的 0-1，分数越高代表置信度越高
第 8、9、10 个值：MOT3D (x,y,z): 是在 MOT3D 中使用到的内容，这里关心的是 MOT2D，所以都设置为 - 1

可以看出以上内容主要提供的和目标检测的信息没有区别，所以也在一定程度上可以用于检测器的训练。

img1 文件夹

这里面是将视频的每一帧抽取出来后的图片，图片格式是 jpg，按照视频流的顺序进行命名，如：xxxxxx.jpg

gt/gt.txt 文件（train 训练集才有）

从左到右代表的含义是：

第 1 个值：frame: 第几帧图片
第 2 个值：ID: 也就是轨迹的 ID
第 3-6 个值：bbox: 分别是左上角坐标 (top, left) 和宽（width）高（height）
第 7 个值：是否忽略：0 代表忽略 (A value of 0 means that this particularinstance is ignored in the evaluation, while a value of1 is used to mark it as active.)
第 8 个值：classes: 目标的类别个数（这里是驾驶场景包括 12 个类别），7 代表的是静止的人。第 8 个类代表错检，9-11 代表被遮挡的类别，12 代表反射，如下图中的第二列，可以看到店面的玻璃反射了路人的背景。

第 9 个值：代表目标运动时被其他目标包含、覆盖、边缘裁剪的情况。(The last number shows the visibility ratio of each bounding box. This can be due to occlusion by anotherstatic or moving object, or due to image border cropping.)

举个例子（该例子所在的视频是 MOT16-05），在该视频中，有一位穿着类似于牛仔衣的老奶奶出现在视频的 1-381 帧，其中第 1 和第 376 帧视频截图如下，第 1 帧中这位老奶奶完全在视野中，所以，下面标注的第一行的最后一个值 1 代表没有被覆盖，在 376 帧的时候，老奶奶的身影部分已经超出视野了，所以下面标注第二行的最后一个值 0.56689 表示被遮挡 50% 左右。

1,1,17,150,77,191,1,1,1
376,1,459,-27,258,594,1,1,0.56689

需要注意的是 gt/gt.txt 文件中的标注是按照轨迹顺序来标注的，什么意思呢，如果你打开 MOT16-05 的 gt.txt 文件你会发现从 1-381 行都是轨迹 1 （上图绿框中的老奶奶）的标注，382-717 行是轨迹 2 的标注，以此类推...

PS：结合视频（https://motchallenge.net/vis/MOT16-05/gt/）与标注文件帮助理解

MOT16-05 视频

FairMOT 项目数据加载

这里需要注意的是：MOT15 和 MOT16 的标志貌似有些差别，MOT15 在训练测试之前需要经过一步预处理，即在 FairMOT 项目中 src/gen_labels_15.py 文件。

FairMOT 项目加载数据的基本代码如下，最后通过 torch.utils.data.DataLoader 进行加载，简单的放出来，需要细细钻研～

class JointDataset(LoadImagesAndLabels):  # for training
    default_resolution = [1088, 608]
    mean = None
    std = None
    num_classes = 1

    def __init__(self, opt, root, paths, img_size=(1088, 608), augment=False, transforms=None):
        self.opt = opt
        dataset_names = paths.keys()
        self.img_files = OrderedDict()
        self.label_files = OrderedDict()
        self.tid_num = OrderedDict()
        self.tid_start_index = OrderedDict()
        self.num_classes = 1

        for ds, path in paths.items():
            with open(path, 'r') as file:
                self.img_files[ds] = file.readlines()
                self.img_files[ds] = [osp.join(root, x.strip()) for x in self.img_files[ds]]
                self.img_files[ds] = list(filter(lambda x: len(x) > 0, self.img_files[ds]))

            self.label_files[ds] = [
                x.replace('images', 'labels_with_ids').replace('.png', '.txt').replace('.jpg', '.txt')
                for x in self.img_files[ds]]

        for ds, label_paths in self.label_files.items():
            max_index = -1
            for lp in label_paths:
                lb = np.loadtxt(lp)
                if len(lb) < 1:
                    continue
                if len(lb.shape) < 2:
                    img_max = lb[1]
                else:
                    img_max = np.max(lb[:, 1])
                if img_max > max_index:
                    max_index = img_max
            self.tid_num[ds] = max_index + 1

        last_index = 0
        for i, (k, v) in enumerate(self.tid_num.items()):
            self.tid_start_index[k] = last_index
            last_index += v

        self.nID = int(last_index + 1)
        self.nds = [len(x) for x in self.img_files.values()]
        self.cds = [sum(self.nds[:i]) for i in range(len(self.nds))]
        self.nF = sum(self.nds)
        self.width = img_size[0]
        self.height = img_size[1]
        self.max_objs = opt.K
        self.augment = augment
        self.transforms = transforms

        print('=' * 80)
        print('dataset summary')
        print(self.tid_num)
        print('total # identities:', self.nID)
        print('start index')
        print(self.tid_start_index)
        print('=' * 80)

    def __getitem__(self, files_index):

        for i, c in enumerate(self.cds):
            if files_index >= c:
                ds = list(self.label_files.keys())[i]
                start_index = c

        img_path = self.img_files[ds][files_index - start_index]
        label_path = self.label_files[ds][files_index - start_index]

        imgs, labels, img_path, (input_h, input_w) = self.get_data(img_path, label_path)
        for i, _ in enumerate(labels):
            if labels[i, 1] > -1:
                labels[i, 1] += self.tid_start_index[ds]

        output_h = imgs.shape[1] // self.opt.down_ratio
        output_w = imgs.shape[2] // self.opt.down_ratio
        num_classes = self.num_classes
        num_objs = labels.shape[0]
        hm = np.zeros((num_classes, output_h, output_w), dtype=np.float32)
        wh = np.zeros((self.max_objs, 2), dtype=np.float32)
        reg = np.zeros((self.max_objs, 2), dtype=np.float32)
        ind = np.zeros((self.max_objs, ), dtype=np.int64)
        reg_mask = np.zeros((self.max_objs, ), dtype=np.uint8)
        ids = np.zeros((self.max_objs, ), dtype=np.int64)

        draw_gaussian = draw_msra_gaussian if self.opt.mse_loss else draw_umich_gaussian
        for k in range(num_objs):
            label = labels[k]
            bbox = label[2:]
            cls_id = int(label[0])
            bbox[[0, 2]] = bbox[[0, 2]] * output_w
            bbox[[1, 3]] = bbox[[1, 3]] * output_h
            bbox[0] = np.clip(bbox[0], 0, output_w - 1)
            bbox[1] = np.clip(bbox[1], 0, output_h - 1)
            h = bbox[3]
            w = bbox[2]

            if h > 0 and w > 0:
                radius = gaussian_radius((math.ceil(h), math.ceil(w)))
                radius = max(0, int(radius))
                radius = self.opt.hm_gauss if self.opt.mse_loss else radius
                ct = np.array(
                    [bbox[0], bbox[1]], dtype=np.float32)
                ct_int = ct.astype(np.int32)
                draw_gaussian(hm[cls_id], ct_int, radius)
                wh[k] = 1. * w, 1. * h
                ind[k] = ct_int[1] * output_w + ct_int[0]
                reg[k] = ct - ct_int
                reg_mask[k] = 1
                ids[k] = label[1]

        ret = {'input': imgs, 'hm': hm, 'reg_mask': reg_mask, 'ind': ind, 'wh': wh, 'reg': reg, 'ids': ids}
        return ret

参考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/97449724

https://zhuanlan.zhihu.com/p/109764650

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原始发表：2020-04-20，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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