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FPN 1.结构区别 （a）图片金字塔生成特征金字塔：缩放图片比例 （b）通常的CNN网络结构 （c）多尺度特征融合的方式：像SSD（Single Shot Detector）就是采用这种多尺度特征融合的方式，没有上采样过程，即从网络不同层抽取不同尺度的特征做预测，这种方式不会增加额外的计算量。作者认为SSD算法中没有用到足够低层的特征（在SSD中，最低层的特征是VGG网络的conv4_3），而在作者看来足够低层的特征对于检测小物体是很有帮助的。 （d）FPN：这是本文要讲的网络，FPN主要解决的是物体检测中的多尺度问题，通过简单的网络连接改变，在基本不增加原有模型计算量的情况下，大幅度提升了小物体检测的性能。通过高层特征进行上采样和低层特征进行自顶向下的连接，而且每一层都会进行预测。 2....

一、传统的图像金字塔 最开始在深度学习方法流行之前，对于不同尺度的目标，大家普遍使用将原图构建出不同分辨率的图像金字塔，再对每层金字塔用固定输入分辨率的分类器在该层滑动来检测目标，以求在金字塔底部检测出小目标；或者只用一个原图，在原图上，用不同分辨率的分类器来检测目标，以求在比较小的窗口分类器中检测到小目标。经典的基于简单矩形特征(Haar)+级联Adaboost与Hog特征+SVM的DPM目标识别框架，均使用图像金字塔的方式处理多尺度目标，早期的CNN目标识别框架同样采用该方式，但对图像金字塔中的每一层分别进行CNN提取特征，耗时与内存消耗均无法满足需求。但该方式毫无疑问仍然是最优的。值得一提的是，其实目前大多数深度学习算法提交结果进行排名的时候，大多使用多尺度测试。同时类似于SNIP使用...

SoftNMS/DIoUNMS softnms参考： SoftNMS 可以看到，SoftNMS与传统NMS的区别在于对score分数调整的处理。如果是传统的NMS操作，那么当 B 中的 b_i 和 [Math] 的IoU值大于阈值 N_t ，那么就从 B 和 S 中去除该box；对于SoftNMS而言是先计算 [Math] 与 b_i 的IoU，然后IoU经过一个函数输出最后与 s_i 相乘最终得到box的分数。 其中 s_i 的score遵循IoU越大，分数越低的原则（IoU越大，越可能是背景），所以 s_i 定义如下： 考虑到上式是不连续的，并且当达到N_t的NMS阈值时会施加突然的惩罚， 如果惩罚函数是连续的，那将是理想的，否则它可能导致检测结果的排序列表的突然改变（集合D中的scor...

SNIPER的关键是减少了SNIP的计算量。SNIP借鉴了multiscale training的思想进行训练，multiscale training是用图像金字塔作为模型的输入，这种做法虽然能够提高模型效果，但是计算量的增加也非常明显，因为模型需要处理每个scale图像的每个像素，而SNIPER（Scale Normalization for Image Pyramids with Efficient Resampling）算法以适当的比例处理ground truth（称为chips）周围的上下文区域，在训练期间每个图像生成的chips的数量会根据场景复杂度而自适应地变化，由于SNIPER在采样后的低分辨率的chips上运行，故其可以在训练期间收益于Batch Normalization，...

总体流程 RPN RPN在Extractor输出的feature maps的基础之上，先增加了一个3x3卷积，然后利用两个1x1的卷积分别进行二分类（是否为正样本）和位置回归。进行分类的卷积核通道数为9×2（9个anchor，每个anchor二分类，使用交叉熵损失），进行回归的卷积核通道数为9×4（9个anchor，每个anchor有4个位置参数）。 接下来RPN做的事情就是利用（AnchorTargetCreator）将20000多个候选的anchor选出2000个proposal并采样256个positive 进行分类和回归位置loss计算。具体过程如下： proposal 前向过程中会做 NMS ： 1. 对所有 anchors 做前背景分类和bbox regression回归（lea...

mAP定义及相关概念 mAP: mean Average Precision, 即各类别AP的平均值 AP: PR曲线下面积，后文会详细讲解 PR曲线: PrecisionRecall曲线 Precision: TP / (TP + FP) Recall: TP / (TP + FN) TP: IoU0.5的检测框数量（同一Ground Truth只计算一次） FP: IoU= 0, 0.1, 0.2, ..., 1共11个点时的Precision最大值，然后AP就是这11个Precision的平均值。 在VOC2010及以后，需要针对每一个不同的Recall值（包括0和1），选取其大于等于这些Recall值时的Precision最大值，然后计算PR曲线下面积作为AP值。 mAP计算示例 假...

NMS 过程： 1. 根据分类概率从小到大排序ABCDEF 1. 从最大概率F开始，F与A～E的IOU是否大于阈值 1. 大于的扔掉，从剩下的当中继续重复2～3 [代码] SoftNMS NMS算法保留score最高的预测框，并将与当前预测框重叠较多的proposals视作冗余，显然，在实际的检测任务中，这种思路有明显的缺点，比如对于稠密物体检测，当同类的两个目标距离较近时，如果使用原生的nms，就会导致其中一个目标不能被召回，为了提高这种情况下目标检测的召回率，SoftNMS应运而生。对于FasterRCNN在MSCOCO数据集上的结果，将NMS改成SoftNMS，mAP提升了1.1%。 它认为重叠较多的proposals也有可能包含有效目标，只不过重叠区域越大可能性越小。参见下图，NMS...

上图是Yolo v4中，对各种detector部件的总结：包含Input、backbone、neck、head、... Backbone Neck 例如：SPP 、 ASPP 、 RFB、 SAM 用来增加感受野 特征融合，主要是指不同输出层直接的特征融合，主要包括FPN、PAN、SFAM、ASFF和BiFPN。 结构 One stage TwoStage Anchor Free Transformer Problems

Introduction 由于FPN和Focal loss 的加入，anchorfree模型变得越来越多。在仔细比对了anchorbased和anchorfree目标检测方法后，结合实验结果，论文认为两者的性能差异主要来源于正负样本的定义，假如训练过程中使用相同的正负样本，两者的最终性能将会相差无几。 作者将目前的Anchorfree分为两个大类： 1. keypointbased methods：以CornerNet和ExtremeNet为代表，首先定位几个预定义或自学习的关键点，然后限制物体的空间范围； 1. centerbased methods：以FCOS和Foveabox为代表，使用物体的中心点或区域定义基准点，然后预测从该点到物体边界的四个距离。 为此，论文提出ATSS( Ada...

简介 CornerNet是密歇根大学Hei Law等人在发表ECCV2018的一篇论文，作者总结目前anchorbased方法存在两个缺点： 1. 提取的anchor boxes数量较多，比如DSSD使用40k， RetinaNet使用100k，anchor boxes众多造成anchor boxes正负样本的不均衡； 1. anchor boxes需要调整很多超参数，比如anchor boxes数量、尺寸、比率，影响模型的训练和推断速率。 作者的思路其实来源于一篇多人姿态估计的论文"Endtoend learning for joint detection and grouping"。基于CNN的2D多人姿态估计方法，通常有2个思路（BottomUp Approaches和TopDown ...

Motivation 我们知道object detection的算法主要可以分为两大类：twostage detector和onestage detector。前者是指类似Faster RCNN，RFCN这样需要region proposal的检测算法，这类算法可以达到很高的准确率，但是速度较慢。虽然可以通过减少proposal的数量或降低输入图像的分辨率等方式达到提速，但是速度并没有质的提升。后者是指类似YOLO，SSD这样不需要region proposal，直接回归的检测算法，这类算法速度很快，但是准确率不如前者。作者提出focal loss的出发点也是希望onestage detector可以达到twostage detector的准确率，同时不影响原有的速度。 既然有了出发点，那么...

先要明确的知道，FCOS是一个基于FCN（全卷积网络用于目标检测）、一阶段（one stage）、anchor free、proposal free、参考语义分割思想 实现的逐像素目标检测的模型。 简要介绍下FCOS几个核心点： （1）FCOS方法借鉴了FCN的思想，对 feature map 上每个特征点做回归操作，预测四个值 ， 分别代表特征点到Ground Truth Bounding box上、下、左、右边界的距离。 （2）特征点映射会原图后对应多个GT Bounding box，无法准确判断原图像素所属类别，因此模型引入 FPN 结构，利用不同的层来处理不同尺寸的目标框。 （3）远离目标中心点可能会产生劣质预测结果，为了增强中心点选取的准确性，模型引入了Centerness lay...