[Pytorch]YOLO目标检测

目录

一、经典算法与阶段(Stage)

二、真实框(Ground Truth)、预测框(Prediction)与交并比(IoU)

三、精确率(Precision)与召回率(Recall)

四、置信度(Confidence)与置信度阈值(Confidence Threshold)

五、AP(Average Precision)、mAP(Mean Average Precision)、所有点插值法(Interpolation Performed in all Points)与AUC(Area Under Curve)

六、YOLO V1

七、非极大值抑制(Non-maximum Suppression)

八、YOLO V2

Reference Paper


一、经典算法与阶段(Stage)

Two-stage(两阶段):Faster R-CNN Mask R-CNN

特点:速度相对较慢,效果好,不适合实时检测

One-stage(单阶段):YOLO

特点:速度快,效果相对较差,适合实时检测


二、真实框(Ground Truth)、预测框(Prediction)与交并比(IoU)


三、精确率(Precision)与召回率(Recall)

举例:在通用技术的尺寸标注中,既要保证精度(不要错标,多标),又要保证召回率(不要漏标)


四、置信度(Confidence)与置信度阈值(Confidence Threshold)

置信度>置信度阈值,则标记为正样本;反之,则标记为负样本

置信度阈值越高,召回率越低,精确率越高;置信度阈值越低,召回率越高,精确率越低


五、AP(Average Precision)、mAP(Mean Average Precision)、所有点插值法(Interpolation Performed in all Points)与AUC(Area Under Curve)

调整置信度阈值,画出所有点插值法的P-R图(含红色虚线),如左下图

AP计算方式:AUC,

如右上图,


六、YOLO V1

网络架构

输入图像448x448x3:C3,H448,W448

输出数据7x7x30(5x2(2为每个网格单元含有的边界框数量)+20):GridX(1~7),GridY(1~7),(x1(0~1),y1(0~1),w1,h1,Confidence1,x2(0~1),y2(0~1),w2,h2,Confidence2,p(1),p(2),···,p(n=20)(n为数据集分类数量))

输出数据量计算公式(SxS:网格单元数量,B:每个网格单元含有的边界框数量,5:归一化后的每个网格单元内的边界框横、纵坐标+边界框宽度、高度+边界框置信度,C:数据集分类数量):

损失函数

位置误差

置信度误差

Lamda(noobj)=0.5:由于背景在图像中占比较大,故减小负样本(背景)影响,使正样本易于检测

分类误差

MSE(均方差)与CEE(交叉熵):MSE适用于线性回归预测数值,即回归问题模型;CEE适用于逻辑回归测概率,即分类问题模型

此处应选择交叉熵作为损失函数

评价

优点:简单快速

缺点:每个grid cell仅预测一个类,多类重叠问题无法解决;小目标检测效果一般;当同一类出现的不常见的长宽比和其他情况时泛化能力偏弱


七、非极大值抑制(Non-maximum Suppression)


八、YOLO V2

提升概览

加入批归一化

提高分辨率

输入大小

V2为什么可以使用不同大小的输入:去掉了全连接层,解放了大小限制

网络结构

输入大小

为什么实际输入为416*416而不是448*448:416=13*32,我们期望输入大小(416)为13的奇数倍,使数据具有实际中心点

为什么网格单元数量由V1的7*7变为13*13:每个网格单元box数量有限,增加了网格单元数量从而增加了box数量

Darkent类型:Darknet-19,含有19个卷积层

3x3卷积:参考了VGG,参数较少,感受野较大

1x1卷积:效果与3x3相近,但节省了大量参数(偷工减料)

聚类提取先验框

先验框比例

如何确定先验框比例:利用数据集的标注信息,采用K-means划分先验框比例,k=5即分为五类

为什么k=5:Avg IOU较大,Clusters较小

距离的定义

为什么不用欧氏距离:防止误差随先验框大小变化而产生明显变化


Reference Paper:You Only Look Once: Unified, Real-Time Object Detection

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