Python3计算矩形交并比(IoU)详解与代码实现

# 相交矩形的左下顶点坐标, 就是两个矩形左下坐标的x和y分别取最大值
xmin = max(gxmin, pxmin)
ymin = max(gymin, pymin)
# 相交矩形的右上顶点坐标, 就是两个矩形右上坐标的x和y分别取最小值
xmax = min(gxmax, pxmax)
ymax = min(gymax, pyxmax)

if w <=0 or h <= 0:
 return 0

w = max(0, (x2 - x1))
h = max(0, (y1 - y2))

def calculate_IoU(predicted_bound, ground_truth_bound):
 """
 computing the IoU of two boxes.
 Args:
  box: (xmin, ymin, xmax, ymax),通过左下和右上两个顶点坐标来确定矩形位置
 Return:
  IoU: IoU of box1 and box2.
 """
 pxmin, pymin, pxmax, pymax = predicted_bound
 print("预测框P的坐标是：({}, {}, {}, {})".format(pxmin, pymin, pxmax, pymax))
 gxmin, gymin, gxmax, gymax = ground_truth_bound
 print("原标记框G的坐标是：({}, {}, {}, {})".format(gxmin, gymin, gxmax, gymax))

 parea = (pxmax - pxmin) * (pymax - pymin) # 计算P的面积
 garea = (gxmax - gxmin) * (gymax - gymin) # 计算G的面积
 print("预测框P的面积是：{}；原标记框G的面积是：{}".format(parea, garea))

 # 求相交矩形的左下和右上顶点坐标(xmin, ymin, xmax, ymax)
 xmin = max(pxmin, gxmin) # 得到左下顶点的横坐标
 ymin = max(pymin, gymin) # 得到左下顶点的纵坐标
 xmax = min(pxmax, gxmax) # 得到右上顶点的横坐标
 ymax = min(pymax, gymax) # 得到右上顶点的纵坐标

 # 计算相交矩形的面积
 w = xmax - xmin
 h = ymax - ymin
 if w <=0 or h <= 0:
  return 0

 area = w * h # G∩P的面积
 # area = max(0, xmax - xmin) * max(0, ymax - ymin) # 可以用一行代码算出来相交矩形的面积
 print("G∩P的面积是：{}".format(area))

 # 并集的面积 = 两个矩形面积 - 交集面积
 IoU = area / (parea + garea - area)

 return IoU

if __name__ == '__main__':
 IoU = calculate_IoU( (1, -1, 3, 1), (0, 0, 2, 2))
 print("IoU是：{}".format(IoU))

def calculate_IoU(predicted_bound, ground_truth_bound):
 """
 computing the IoU of two boxes.
 Args:
  box: (x1, y1, x2, y2),通过左上和右下两个顶点坐标来确定矩形
 Return:
  IoU: IoU of box1 and box2.
 """
 px1, py1, px2, py2 = predicted_bound
 print("预测框P的坐标是：({}, {}, {}, {})".format(px1, py1, px2, py2))

 gx1, gy1, gx2, gy2 = ground_truth_bound
 print("原标记框G的坐标是：({}, {}, {}, {})".format(gx1, gy1, gx2, gy2))

 parea = (px2 - px1) * (py1 - py2) # 计算P的面积
 garea = (gx2 - gx1) * (gy1 - gy2) # 计算G的面积
 print("预测框P的面积是：{}；原标记框G的面积是：{}".format(parea, garea))

 # 求相交矩形的左上和右下顶点坐标(x1, y1, x2, y2)
 x1 = max(px1, gx1) # 得到左上顶点的横坐标
 y1 = min(py1, gy1) # 得到左上顶点的纵坐标
 x2 = min(px2, gx2) # 得到右下顶点的横坐标
 y2 = max(py2, gy2) # 得到右下顶点的纵坐标

 # 利用max()方法处理两个矩形没有交集的情况,当没有交集时,w或者h取0,比较巧妙的处理方法
 # w = max(0, (x2 - x1)) # 相交矩形的长，这里用w来表示
 # h = max(0, (y1 - y2)) # 相交矩形的宽，这里用h来表示
 # print("相交矩形的长是：{}，宽是：{}".format(w, h))
 # 这里也可以考虑引入if判断
 w = x2 - x1
 h = y1 - y2
 if w <=0 or h <= 0:
  return 0

 area = w * h # G∩P的面积
 print("G∩P的面积是：{}".format(area))

 # 并集的面积 = 两个矩形面积 - 交集面积
 IoU = area / (parea + garea - area)

 return IoU

if __name__ == '__main__':
 IoU = calculate_IoU( (1, 1, 3, -1), (0, 2, 2, 0))
 print("IoU是：{}".format(IoU))