计算机视觉之小目标的IOU阈值匹配


1.IOU的定义

交并比 IOU(Intersection Over Union)是指目标预 测边界框和真实边界框的交集和并集的比值,即物体 Bounding Box Ground Truth 的重叠度IOU 的定 义是为了衡量物体定位精度的一种标准。
2.IOU设置过高或过低的问题
如果 IOU 阈值设置较低, 样本的质量就难以保证;为了获得高质量的正样本, 可以调高 IOU 阈值,但样本数量就会降低导致正负样 本出现比例不平衡,且较高的 IOU 阈值很容易丢失 小尺度目标框。
3.分类
根据级联思想,通过不断提高 IOU 阈值来获得高质量的正样本,能够在一定程度上 提高小目标的检测效果,但存在随着 IOU 阈值不断提 高,匹配的 Anchor 数量减少,导致漏检的问题。
IOU 阈值从 0.5 降到 0.35,使用降低 阈值的方法先保证每个目标都能有足够的锚框检测。 同时为了解决正样本增加导致样本质量得不到保证的 问题,提出最大化背景标签的方法,在最底层分 类时将背景分为多个类别而不是二分类,对 IOU 大于 0.1 Anchor 进行排序,幵对每个框预测 3 次背景值, 取背景概率中最大的值作为最终背景,通过提高分类 难度以此来解决正样本质量得不到保证的问题,提高 了小目标的检测准确率。但此种方法可能会出现因 IOU 阈值过低,造成无效的正样本数量过多,从而导 致误检率提高的问题。
4.总结
对于不同的检测任务,如果待检测目标尺度之间 相差不大,即数据集中大多为同一尺度目标时,可以 适当降低 IOU 阈值再进行选取,对小目标特征实现最 大程度的提取。在实际应用中,同一场景下的检测不 可能只包含单一尺度的目标,存在不同目标尺度跨越 相差较大的情况,如果固定 IOU 阈值进行统一检测筛 选,会带来样本不平衡的问题,小目标特征极有可能 被严栺的 IOU 阈值舍弃。因此,设置动态 IOU阈值作 为不同尺度目标检测更具普适性,根据不同的样本数 量动态调整,当负样本数量过高时不断提高 IOU 阈值 平衡样本数量,避免了直接设置过高的 IOU 阈值而造 成的漏检,训练出来的模型泛化性更强。


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