總結目標檢測匹配策略與改進思路

faster rcnn或retinanet或ssd算法

yolo系列

fcos

Guided Anchoring

論文思想是通過圖像特征來指導 anchor 的生成。通過預測 anchor 的位置和形狀，來生成稀疏而且形狀任意的 anchor，并且設計了 Feature Adaption 模塊來修正特征圖使之與 anchor 形狀更加匹配，在使用 ResNet-50-FPN 作為 backbone 的情況下，Guided Anchoring 將 RPN 的 recall（AR@1000） 提高了 9.1 個點，將其用于不同的物體檢測器上，可以提高 mAP 1.2 到 2.7 個點不等。

論文實現(xiàn)方式如下圖：

匹配策略：將整個 feature map 的區(qū)域分為物體中心區(qū)域，外圍區(qū)域和忽略區(qū)域，大概思路就是將 ground truth 框的中心一小塊對應在 feature map 上的區(qū)域標為物體中心區(qū)域，在訓練的時候作為正樣本，其余區(qū)域按照離中心的距離標為忽略或者負樣本，具體設計在 paper 里講得比較清楚。通過位置預測，我們可以篩選出一小部分區(qū)域作為 anchor 的候選中心點位置，使得 anchor 數(shù)量大大降低。在 inference 的時候，預測完位置之后，我們可以采用 masked conv 替代普通的 conv，只在有 anchor 的地方進行計算，可以進行加速。

ATSS

1、對于每個GT，找到候選的正anchor集合

在每個金字塔層級（共L層）上，選擇topk個離GT中心距離最近的anchor boxes作為候選anchor, 那么每個GT就會有k*L個候選正anchor。

2、計算自適應閾值

計算候選anchor與GT之間的IoU Dg，計算均值?和標準差?，其閾值為：?。

3、確定最終的正anchor

選擇?，且中心點在GT邊框內部的anchor作為最終的正樣本，如果一個anchor box被分配給了多個GT，選擇IoU最高的那個GT。

ATSS的意義:

HAMBox

匹配策略：

a）IOU要大于閾值T(在線正anchor匹配閾值)

b）對（a）中得到的anchor進行排序，選擇IOU最大的top-K 個anchor做補償。K是一個超參數(shù)，表示每個outer face能matched的最多anchor數(shù)目。使用M表示在步驟1中已經(jīng)匹配的anchor數(shù)目。如果N > K-M，則選取top(K-M)個unmatched anchor來補償。

T和K是通過實驗選擇的超參數(shù)。具體算法細節(jié)見下 Algorithm 1，該算法在訓練的每次前向傳播后執(zhí)行一次.

Algorithm1具體見下：

/*輸入：B,X,T,K,D,L,R,AB 是一組回歸后的框，格式為(x0, y0, x1, y1)X 是一組ground truth, 格式為(x0, y0, x1, y1)T 是上述算法中在線anchor挖掘中定義的閾值K 是每個outer face能匹配到的最多anchor數(shù)目D 是一個字典，key是ground_truth, value是HAMBox第一步中  該gt能match到的anchor數(shù)，即matched_anchor的數(shù)目L 是一個字典，key是anchor index, value是該anchor在HAMBox中最終分配的labelR 是一個字典，key是anchor index, value是該anchor經(jīng)過普通anchor matching后的編碼后的坐標A 是一個字典，key是anchor index, value是該anchor的坐標，格式為(x0, y0, x1, y1)
輸出：經(jīng)過HAMBox后的R和L*/// 偽代碼見下for x_i in x do    if D(x_i) >= K then        continue    end if    compensatedNumber = K - D(x_i)    onlineIoU = IoU(x_i, B),AnchorIdx     sortedOnlineIoU = sorted(onlineIoU, key = IoU, reverse = True)    for IoU, AnchorIdx in sortedOnlineIoU do        if(L(AnchorIdx) = 1) then            continue        endif        if(IoU < T) then            continue        endif        compensatedNumber -= 1        L(AnchorIdx) = 1        R(AnchorIdx) = encoded(A(AnchorIdx), x_i)        if compensatedNumber = 0 then              break        endif    endforendforreturn R, L