新文预览 | IoU-aware Single-stage Object Detector for Accurate Localization
论文基于RetinaNet提出了IoU-aware sinage-stage目标检测算法,该算法在regression branch接入IoU predictor head并通过加权分类置信度和IoU预测值得到anchor的最终分数,从实验结果看来,算法能有效提升定位的准确率
论文:IoU-aware Single-stage Object Detector for Accurate Localization
Introduction
论文希望是在保持实时性的同时,提高one-stage检测器的准确率。论文认为,one-stage的性能之所以低,是因为分类分数与定位精度之间的低相关性导致的(其实不止one-stage detector,几乎所有的detector都存在这个问题)。在提取anchor后,分类分支与定位分支是相互独立的,造成分类与定位间的mismatch。而在推理时,IoU是缺失的,这带来两个严重的问题:
- NMS时,只能使用分类置信度来进行anchor排序,导致高IoU但低分类分数的anchor被过滤
- 计算AP时,依然是使用分类置信度进行排序计算的,高分类置信度但低IoU的anchor会降低高IoU阈值时的AP,(mAP计算)
为了解决以上问题,论文在regression分支添加了一个同步的IoU预测head,基于提出IoU-aware single-stage目标检测算法。在训练的时候,IoU head与另外两个分支一起训练。而推理时,anchor的最终分数由分类置信度和预测的IoU相乘所得,并用于最后的NMS和AP计算
IoU-aware single-stage object detector
Model architecture
如图1所示,IoU-aware single-stage目标检测算法主要基于RetinaNet,使用相同的主干和FPN。在regression分支,论文添加了一个IoU预测head(3x3卷积+sigmod激活层),用于预测anchor的IoU($[0,1] $)。论文提到可以设计一个与分类和regression一样完全独立的分支,但这样的设计会影响模型的效率,添加head的方式能在带来最少额外计算下提升AP,是个不错的折中
Training
跟RetinaNet一样,分类分支使用focal loss,regression分支使用smooth L1。由于IoU$\in [0,1]$,IoU分支使用二值交叉熵
Inference
在推理时,每个anchor的分数计算方式如公式5,参数$\alpha$用于控制分类和IoU的权重。可以看出,最终分数能很好地关联分类置信度和定位准确率
Experiments
Implementation Details
论文大部分的实验基于MS COCO,为了说明算法的通用性,对比实验(ablation studies)中补充了PASCAL VOC上的结果
论文使用2张GPU配合 large minibatch sgd进行训练。在主要实验中,输入尺寸为$[800, 1333]$,训练12个周期。在对比实验中,输入尺寸为$[600, 1000]$,测试了不同backbone下的实验结果
Main Results
为了公平起见,论文用MMdetection复现了部分对比的算法(带*的),结果如table1所示。从表可以看出,不同主干的IoU-aware RetinaNet能整体带来大约1.0%~1.6%的AP提升。在AP50时,性能提升不太稳定,而在AP75时,则能大幅提升1.7%~2.3%,这说明IoU-aware能有效地提高定位的准确率。此外,IoU-aware RetinaNet的性能已经超过了two-stage的Faster R-CNN,得益于其定位的高准确率
Ablation Studies
- IoU Prediction Loss
论文进行了不同的IoU loss函数的实验,在实验时,最终的分数由预测的IoU和分类置信度直接相乘所得。baseline估计是RetinaNet,文中没提到。从结果可以看出,BCE loss的结果是最好的
- Detection Confidence Computation
论文对$\alpha$的值进行了实验,实验使用IoU predictor+BCE loss,仅改变最后分数计算时的权重。如Table 3和Table4所示,实验结果有以下几点:
- 当$\alpha=1$(即仅用分类置信度)时,AP提升0.2%,这说明multi-task训练对模型是有作用的
- 当$\alpha=0.5$和$\alpha=0.4$时,AP达到最高,AP50提升0.4%-0.8%,AP70和AP80提升2.0%~2.7%,说明论文提出的方法提升了IoU的准确率
- 当$\alpha$降低时,AP70和AP80在提升,说明预测的IoU与定位准确率十分有关系。此外,若将预测的IoU和分类置信度直接相乘,结果也是很明显的,AP提升1.1%
- Ablation Studies on PASCAL VOC
在PASCAL VOC上,IoU-aware RetinaNet能大约提升1.1%~2.2%AP,说明论文提出的算法在其它训练集也有实用性
Conclusions
论文提出IoU-aware single-stage目标检测算法,添加IoU prediction head以及加权得分来解决分类置信度与定位准确率之间的mismatch问题。从实验结果看来,该算法是有效的
笔者补充
这篇论文是一篇arxiv上的初稿,论文提出的IoU predict head以及联合分类分数输出最终结果是一个不错的trick,加到别的算法中应该也能很好地提升AP。但论文整体看起来需要更多的亮点来支撑,特别是$\alpha$值的提出和实验,结果跟直接相乘差不多,感觉不够惊艳,希望后面能看到对这篇文章更好的补全
参考文章
写作不易,未经允许不得转载~
更多内容请关注个人微信公众号【晓飞的算法工程笔记】
新文预览 | IoU-aware Single-stage Object Detector for Accurate Localization的更多相关文章
- C# 9.0 新特性预览 - 类型推导的 new
C# 9.0 新特性预览 - 类型推导的 new 前言 随着 .NET 5 发布日期的日益临近,其对应的 C# 新版本已确定为 C# 9.0,其中新增加的特性(或语法糖)也已基本锁定,本系列文章将向大 ...
- C# 9.0 新特性预览 - 空参数校验
C# 9.0 新特性预览 - 空参数校验 前言 随着 .NET 5 发布日期的日益临近,其对应的 C# 新版本已确定为 C# 9.0,其中新增加的特性(或语法糖)也已基本锁定,本系列文章将向大家展示它 ...
- C# 9.0 新特性预览 - 顶级语句
C# 9.0 新特性预览 - 顶级语句 前言 随着 .NET 5 发布日期的日益临近,其对应的 C# 新版本已确定为 C# 9.0,其中新增加的特性(或语法糖)也已基本锁定,本系列文章将向大家展示它们 ...
- C# 9.0 新特性预览 - init-only 属性
C# 9.0 新特性预览 - init-only 属性 前言 随着 .NET 5 发布日期的日益临近,其对应的 C# 新版本已确定为 C# 9.0,其中新增加的特性(或语法糖)也已基本锁定,本系列文章 ...
- 20天等待,申请终于通过,安装和体验IntelliJ IDEA新UI预览版
欢迎访问我的GitHub 这里分类和汇总了欣宸的全部原创(含配套源码):https://github.com/zq2599/blog_demos 关于IDEA的预览版 IDEA会启用新的UI,这事情之 ...
- Windows Phone 8.1SDK新特性预览
前言 Windows Phone 8.1的预览版将在近期推送,WP 8.1的SDK也已经进入到RC阶段,可以从这里安装.本次更新的SDK被直接集成到了VS2013Update2里面,不再是单独的 ...
- (转)Visual Studio 2013新功能预览:增代码的透明度和可追溯性
微软打破了Visual Studio两年升级一次的传统,Visual Studio 2012发布还不足一年,微软就计划发布了Visual Studio 2013了.在今天的TechEd大会上,微软宣布 ...
- avalon1.3的新特性预览
avalon1.2的性能优化风暴很快就告一段落,入职也快一个月了,许多乱七八糟的事也少了下来,估计未来一个月会有许多好东呈现给大家. 首先是一个性能检测工具.由于MVVM是将原本由人脑干的事,转到各种 ...
- .NET6系列:C#10新功能预览
系列目录 [已更新最新开发文章,点击查看详细] 2021年4月19日微软发布公告称将于今年夏季发布首款64位的 Visual Studio 2022,2021年5月20日又发布了 Visual ...
随机推荐
- ltp压力测试结果分析脚本
最近工作性质发生了改变,在做操作系统方面的测试.接手的第一个任务是做ltp stress.测试内核稳定性. 做完之后会结果进行统计分析.因为统计的内容比较多,都是通过shell命令行进行操作.于是编写 ...
- 微软Project Oxford帮助开发人员创建更智能的应用
Oxford帮助开发人员创建更智能的应用" title="微软Project Oxford帮助开发人员创建更智能的应用"> 假设你是一名对关于健身的应用充满奇思妙想 ...
- 题解 P1951 【收费站_NOI导刊2009提高(2)】
查看原题请戳这里 核心思路 题目让求最大费用的最小值,很显然这道题可以二分,于是我们可以二分花费的最大值. check函数 那么,我们该怎么写check函数呢? 我们可以删去费用大于mid的点以及与其 ...
- scatter散点图
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np n = 1024 X = np.random.normal(0,1,n) Y = np.rando ...
- 为何银行愿为收购supercell做无权追索融资?
无追索权融资又称纯粹的项目融资,是指贷款人对项目主办人没有任何追索权的项目融资.简单来说,这是一种项目失败,也无法追尝的承诺,一般发生在石油.天然气.煤炭.铜.铝等矿产资源开发等相对较为保值的项目融资 ...
- LeetCode 232题用栈实现队列(Implement Queue using Stacks) Java语言求解
题目链接 https://leetcode-cn.com/problems/implement-queue-using-stacks/ 题目描述 使用栈实现队列的下列操作: push(x) -- 将一 ...
- STL迭代器的使用、正向、逆向输出双向链表中的所有元素
*/ * Copyright (c) 2016,烟台大学计算机与控制工程学院 * All rights reserved. * 文件名:text.cpp * 作者:常轩 * 微信公众号:Worldhe ...
- 设计模式-09装饰模式(Decorator Pattern)
1.模式动机 一般有两种方式可以实现给一个类或对象增加行为: 继承机制:使用继承机制是给现有类添加功能的一种有效途径,通过继承一个现有类可以使得子类在拥有自身方法的同时还拥有父类的方法.但是这种方法是 ...
- org.springframework.jdbc.UncategorizedSQLException: ### Error updating database. Cause: java.sql.SQLException: Incorrect string value: '\xE2\x80\x8B\xE2\x80\x8B...' for column 'pro_backgroud' at row
如果你在mysql数据库中,将所有的表的编码格式设置成为utf-8之后还是不行,那就试试这个吧:ALTER TABLE your_database_name.your_table CONVERT TO ...
- 将mysql数据库集成到idea中
将mysql数据库集成到idea中