python实现简单图片物体标注工具

 # coding: utf-8 """ 物体检测标注小工具 基本思路： 对要标注的图像建立一个窗口循环，然后每次循环的时候对图像进行一次复制， 鼠标在画面上画框的操作、画好的框的相关信息在全局变量中保存， 并且在每个循环中根据这些信息，在复制的图像上重新画一遍，然后显示这份复制的图像。 简化的设计过程： 1、输入是一个文件夹的路径，包含了所需标注物体框的图片。 如果图片中标注了物体，则生成一个相同名称加额外后缀_bbox的文件，来保存标注信息。 2、标注的方式：按下鼠标左键选择物体框的左上角，松开鼠标左键选择物体框的右下角， 按下鼠标右键删除上一个标注好的物体框。 所有待标注物体的类别和标注框颜色由用户自定义。 如果没有定义则默认只标注一种物体，定义该物体名称为Object。 3、方向键 ← 和 → 键用来遍历图片， ↑ 和 ↓ 键用来选择当前要标注的物体， Delete键删除一种脏图片和对应的标注信息。 自定义标注物体和颜色的信息用一个元组表示 第一个元素表示物体名字 第二个元素表示BGR颜色的tuple或者代表标注框坐标的元祖 利用repr()保存和eval()读取 """ """ 一些说明： 1. 标注相关的物体标签文件即 .labels 结尾的文件，需要与所选文件夹添加到同一个根目录下 一定要注意这一点，否则无法更新标注物体的类型标签，致使从始至终都只有一个默认物体出现 我就是这个原因，拖了两三天才整好，当然也顺便仔细的读了这篇代码。同时也学习了@staticmethod以及相应Python的decorator的知识。 可以说，在曲折中前进才是棒的。 2. .labels文件为预设物体标签文件，其内容具体格式为: 'object1', (B, G, R) 'object2', (B, G, R) 'object3', (B, G, R)…… 具体见文后图片。 3. 最后生成的标注文件，在文后会有，到时再进行解释。 """ import os import cv2 # tkinter是Python内置的简单GUI库，实现打开文件夹、确认删除等操作十分方便 from tkMessageBox import askyesno # 定义标注窗口的默认名称 WINDOW_NAME = 'Simple Bounding Box Labeling Tool' # 定义画面刷新帧率 FPS = 24 # 定义支持的图像格式 SUPPORTED_FORMATS = ['jpg', 'jpeg', 'png'] # 定义默认物体框的名字为Object，颜色为蓝色，当没有用户自定义物体时，使用该物体 DEFAULT_COLOR = {'Object': (255, 0, 0)} # 定义灰色，用于信息显示的背景和未定义物体框的显示 COLOR_GRAY = (192, 192, 192) # 在图像下方多处BAR_HEIGHT的区域，用于显示信息 BAR_HEIGHT = 16 # 上下左右,DELETE键对应的cv2.waitKey()函数的返回值 KEY_UP = 2490368 KEY_DOWN = 2621440 KEY_LEFT = 2424832 KEY_RIGHT = 2555904 KEY_DELETE = 3014656 # 空键用于默认循环 KEY_EMPTY = 0 get_bbox_name = '{}.bbox'.format # 定义物体框标注工具类 class SimpleBBoxLabeling: def __init__(self, data_dir, fps=FPS, windown_name=WINDOW_NAME): self._data_dir = data_dir self.fps = fps self.window_name = windown_name if windown_name else WINDOW_NAME # pt0 是正在画的左上角坐标, pt1 是鼠标所在坐标 self._pt0 = None self._pt1 = None # 表明当前是否正在画框的状态标记 self._drawing = False # 当前标注物体的名称 self._cur_label = None # 当前图像对应的所有已标注框 self._bboxes = [] # 如果有用户自己定义的标注信息则读取，否则使用默认的物体和颜色 label_path = '{}.labels'.format(self._data_dir) self.label_colors = DEFAULT_COLOR if not os.path.exists(label_path) else self.load_labels(label_path) # self.label_colors = self.load_labels(label_path) # 获取已经标注的文件列表和未标注的文件列表 imagefiles = [x for x in os.listdir(self._data_dir) if x[x.rfind('.') + 1:].lower() in SUPPORTED_FORMATS] labeled = [x for x in imagefiles if os.path.exists(get_bbox_name(x))] to_be_labeled = [x for x in imagefiles if x not in labeled] # 每次打开一个文件夹，都自动从还未标注的第一张开始 self._filelist = labeled + to_be_labeled self._index = len(labeled) if self._index > len(self._filelist) - 1: self._index = len(self._filelist) - 1 # 鼠标回调函数 def _mouse_ops(self, event, x, y, flags, param): # 按下左键，坐标为左上角，同时表示开始画框，改变drawing，标记为True if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN: self._drawing = True self._pt0 = (x, y) # 松开左键，表明画框结束，坐标为有效较并保存，同时改变drawing，标记为False elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP: self._drawing = False self._pt1 = (x, y) self._bboxes.append((self._cur_label, (self._pt0, self._pt1))) # 实时更新右下角坐标 elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE: self._pt1 = (x, y) # 按下鼠标右键删除最近画好的框 elif event == cv2.EVENT_RBUTTONUP: if self._bboxes: self._bboxes.pop() # 清除所有标注框和当前状态 def _clean_bbox(self): self._pt0 = None self._pt1 = None self._drawing = False self._bboxes = [] # 画标注框和当前信息的函数 def _draw_bbox(self, img): # 在图像下方多出BAR_HEIGHT的区域，显示物体信息 h, w = img.shape[:2] canvas = cv2.copyMakeBorder(img, 0, BAR_HEIGHT, 0, 0, cv2.BORDER_CONSTANT, value=COLOR_GRAY) # 正在标注的物体信息，如果鼠标左键已经按下，则像是两个点坐标，否则显示当前待标注物体的名 label_msg = '{}: {}, {}'.format(self._cur_label, self._pt0, self._pt1) \ if self._drawing \ else 'Current label: {}'.format(self._cur_label) # 显示当前文件名，文件个数信息 msg = '{}/{}: {} | {}'.format(self._index + 1, len(self._filelist), self._filelist[self._index], label_msg) cv2.putText(canvas, msg, (1, h+12), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 0, 0), 1) # 画出已经标好的框和对应名字 for label, (bpt0, bpt1) in self._bboxes: label_color = self.label_colors[label] if label in self.label_colors else COLOR_GRAY cv2.rectangle(canvas, bpt0, bpt1, label_color, thickness=2) cv2.putText(canvas, label, (bpt0[0]+3, bpt0[1]+15), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, label_color, 2) # 画正在标注的框和对应名字 if self._drawing: label_color = self.label_colors[self._cur_label] if self._cur_label in self.label_colors else COLOR_GRAY if (self._pt1[0] >= self._pt0[0]) and (self._pt1[1] >= self._pt1[0]): cv2.rectangle(canvas, self._pt0, self._pt1, label_color, thickness=2) cv2.putText(canvas, self._cur_label, (self._pt0[0] + 3, self._pt0[1] + 15), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, label_color, 2) return canvas # 利用repr()函数导出标注框数据到文件 @staticmethod def export_bbox(filepath, bboxes): if bboxes: with open(filepath, 'w') as f: for bbox in bboxes: line = repr(bbox) + '\n' f.write(line) elif os.path.exists(filepath): os.remove(filepath) # 利用eval()函数读取标注框字符串到数据 @staticmethod def load_bbox(filepath): bboxes = [] with open(filepath, 'r') as f: line = f.readline().rstrip() while line: bboxes.append(eval(line)) line = f.readline().rstrip() return bboxes # 利用eval()函数读取物体及对应颜色信息到数据 @staticmethod def load_labels(filepath): label_colors = {} with open(filepath, 'r') as f: line = f.readline().rstrip() while line: label, color = eval(line) label_colors[label] = color line = f.readline().rstrip() print label_colors return label_colors # 读取图像文件和对应标注框信息（如果有的话） @staticmethod def load_sample(filepath): img = cv2.imread(filepath) bbox_filepath = get_bbox_name(filepath) bboxes = [] if os.path.exists(bbox_filepath): bboxes = SimpleBBoxLabeling.load_bbox(bbox_filepath) return img, bboxes # 导出当前标注框信息并清空 def _export_n_clean_bbox(self): bbox_filepath = os.sep.join([self._data_dir, get_bbox_name(self._filelist[self._index])]) self.export_bbox(bbox_filepath, self._bboxes) self._clean_bbox() # 删除当前样本和对应的标注框信息 def _delete_current_sample(self): filename = self._filelist[self._index] filepath = os.sep.join([self._data_dir, filename]) if os.path.exists(filepath): os.remove(filepath) filepath = get_bbox_name(filepath) if os.path.exists(filepath): os.remove(filepath) self._filelist.pop(self._index) print('{} is deleted!'.format(filename)) # 开始OpenCV窗口循环的方法，程序的主逻辑 def start(self): # 之前标注的文件名，用于程序判断是否需要执行一次图像读取 last_filename = '' # 标注物体在列表中的下标 label_index = 0 # 所有标注物体名称的列表 labels = self.label_colors.keys() # 带标注物体的种类数 n_labels = len(labels) # 定义窗口和鼠标回调 cv2.namedWindow(self.window_name) cv2.setMouseCallback(self.window_name, self._mouse_ops) key = KEY_EMPTY # 定义每次循环的持续时间 delay = int(1000 / FPS) # 只要没有按下Delete键，就持续循环 while key != KEY_DELETE: # 上下方向键选择当前标注物体 if key == KEY_UP: if label_index == 0: pass else: label_index -= 1 elif key == KEY_DOWN: if label_index == n_labels - 1: pass else: label_index += 1 # 左右方向键选择标注图片 elif key == KEY_LEFT: # 已经到了第一张图片的话就不需要清空上一张 if self._index > 0: self._export_n_clean_bbox() self._index -= 1 if self._index <0: self._index elif key== key_right: # 已经到了最后一张图片的就不需要清空上一张 if < len(self._filelist) - 1: self._export_n_clean_bbox() +=1> len(self._filelist) - 1: self._index = len(self._filelist) - 1 # 删除当前图片和对应标注的信息 elif key == KEY_DELETE: if askyesno('Delete Sample', 'Are you sure?'): self._delete_current_sample() key = KEY_EMPTY continue # 如果键盘操作执行了换图片， 则重新读取， 更新图片 filename = self._filelist[self._index] if filename != last_filename: filepath = os.sep.join([self._data_dir, filename]) img, self._bboxes = self.load_sample(filepath) # 更新当前标注物体名称 self._cur_label = labels[label_index] # 把标注和相关信息画在图片上并显示指定的时间 canvas = self._draw_bbox(img) cv2.imshow(self.window_name, canvas) key = cv2.waitKey(delay) # 当前文件名就是下次循环的老文件名 last_filename = filename print 'Finished!' cv2.destroyAllWindows() #如果退出程序，需要对当前文件进行保存 self.export_bbox(os.sep.join([self._data_dir, get_bbox_name(filename)]), self._bboxes) print 'Labels updated!' 

 # coding:utf-8 # tkinter是Python内置的简单GUI库，实现打开文件夹、确认删除等操作十分方便 from tkFileDialog import askdirectory # 导入创建的工具类 from SimpleBBoxLabeling import SimpleBBoxLabeling if __name__ == '__main__': dir_with_images = askdirectory(title='Where is the images?') labeling_task = SimpleBBoxLabeling(dir_with_images) labeling_task.start()