新增语义分割实时量化评估（mIoU/PA/类别IoU），新增模式5+E键开关

[Xu-z-y]

修改概述:

新增语义分割实时量化评估模块（学术核心指标：mIoU、PA、类别IoU），新增评估专属模式5+E键开关，全兼容原有多模式交互/融合/高亮/计数功能，为论文提供数据支撑

修改的详细描述

1. 新增核心量化评估函数 semantic_quantitative_evaluation：
   • 计算学术核心指标：平均交并比（mIoU）、像素准确率（PA）、各类别IoU（Class-wise IoU）；
   • 核心逻辑：通过TP（真阳性）、FP（假阳性）、FN（假阴性）计算各类别IoU，规避0除异常；
   • 适配 EVAL_CLASSES 过滤无意义类别（仅评估行人/车辆/道路等8类核心目标），提升评估有效性；
   • 支持直接替换预测数据（当前用CARLA语义模拟预测，实际项目可无缝对接模型输出）。
2. 新增评估可视化函数 generate_evaluation_visualization：
   • 生成独立量化评估面板，清晰展示mIoU、PA核心指标+各类别IoU；
   • 采用分栏布局（核心指标在上，类别IoU分两列展示），大字体高亮关键数据，视觉友好；
   • 纯黑背景+彩色文字（青/黄/白），避免与其他可视化内容冲突。
3. 新增模式5（量化评估模式）：
   • 布局：上半部分「RGB高亮+语义融合」，下半部分「量化评估面板+密度热力图」；
   • 自动适配标题（Quantitative Evaluation），与其他4种模式无缝切换，无布局错位。
4. 新增E键交互功能：
   • E/e键：一键开启/关闭量化评估，终端实时反馈开关状态；
   • R/r键：重置时同步恢复「评估开启」默认状态，保持功能一致性；
   • 兼容原有1-4键模式切换、↑/↓透明度调节、Q键退出逻辑，无冲突。
5. 可视化与监控优化：
   • 性能监控面板新增mIoU、PA实时显示，无需切换模式即可查看核心量化数据；
   • generate_mode_hint 函数新增 eval_enabled 参数，提示文字同步展示评估开关状态；
   • 计数面板仅在模式1/2/4显示，模式3（精简计数）、模式5（评估面板）自动隐藏重复计数，避免视觉冗余；
   • 窗口名称更新为 CARLA Multi-Mode + Quantitative Evaluation，贴合功能定位。
6. 兼容性保障：
   • 所有量化评估代码独立封装，不修改原有融合/高亮/热力图/计数核心函数；
   • 模式5默认不启用（初始为模式1），不影响原有功能使用；
   • 预测数据支持无缝替换（仅需修改 pred_sem_data 赋值，即可对接实际语义分割模型输出）。

经过了什么样的测试?

1. 操作系统
2. Python版本等

1. 操作系统：Windows 11
2. Python版本：3.7.16（CARLA 0.9.15官方推荐版本）
3. 依赖库版本：carla 0.9.15、opencv-python 4.8.1.78、numpy 1.21.6、pygame 2.1.0
4. 测试流程：
   • 启动CARLA 0.9.15服务器，运行修改后的代码；
   • 验证量化指标准确性：模拟预测与GT一致时，mIoU=1.0、PA=1.0，类别IoU均为1.0，符合理论预期；
   • 测试模式5切换（5键），确认评估面板显示正常、指标清晰，布局无错位；
   • 测试E键开关：开启/关闭时终端提示准确，性能监控面板指标显示/隐藏逻辑正常；
   • 验证透明度调节（↑/↓）、模式1-4切换、R键重置功能，确认与量化评估功能无冲突；
   • 持续运行15分钟，验证FPS稳定30帧（同步模式），无内存泄漏/队列堆积/指标卡顿；
   • 按Q/Ctrl+C退出，验证摄像头/行人/车辆资源完全清理，无残留进程。
5. 测试结果：
   ✅ 量化指标计算准确，mIoU/PA/类别IoU实时更新无延迟；
   ✅ 模式5切换流畅，评估面板视觉清晰，与其他模式兼容无冲突；
   ✅ E键开关功能正常，终端与可视化提示同步一致；
   ✅ 原有多模式交互/融合/高亮/计数功能无异常；
   ✅ 支持预测数据无缝替换，可直接对接实际语义分割模型；
   ✅ 资源清理完整，无报错/崩溃/内存泄漏现象。

运行效果

动图、视频、截图等

2025-12-27.182419.mp4