SSD模型解析


SSD模型訓練起來較為簡單,所以最近用的也比較多

現在做一個完整的SSD模型解析,包括訓練過程中遇到的各種坑的解決辦法

先放一個被用爛了的圖

 

 

 模型說明

圖片通過vgg16的conv4_3layer得到一個feature_map_1

對feature_map_1進行卷積,使用3*3的卷積核,再使用1*1的卷積核,使用multi_task方法(在使用3*3卷積核之后,分別經過兩個不同的1*1卷積核)

獲得result_sigmoid(h*w*1)和result_softmax(h*w*m)

result_sigmoid對應的是這個區域的archer_box是否包含正樣本

result_softmax對應的是這個區域那一個archer_box為字母框的概率最大

 

對feature_map_1通過3*3卷積核卷積之后的結果進行max_pooling獲取feature_map_2

對feature_map_2進行卷積,使用3*3的卷積核,再使用1*1的卷積核,使用multi_task方法(在使用3*3卷積核之后,分別經過兩個不同的1*1卷積核)

獲得result_sigmoid_2(hh*ww*1)和result_softmax_2(hh*ww*m)

result_sigmoid_1對應的是這個區域的archer_box是否包含正樣本

result_softmax_2對應的是這個區域那一個archer_box為字母框的概率最大

以此類推

 

關於archer_box:

  先放個圖

  

 

 

     一般來說,CNN的不同層有着不同的感受野。然而,在SSD結構中,default box不需要和每一層的感受野相對應,特定的特征圖負責處理圖像中特定尺度的物體。在每個特征圖上,default box的尺度計算如下:

  計算feature_map_k的感受野 receptive_field

      其中,smin = 0.2 ×  receptive_field,smax = 0.9 × receptive_field


      default box的aspect ratios 有:

  一般來說,設置6個radio即可(m=6)

      每一個default box,寬度、高度、中心點計算如下:

  

  對於每一個Sk 我們有

  a = {1, 2, 3,1/2,1/3},對於 aspect ratio = 1,額外增加一個default box,該box的尺度為 

  

 

訓練過程:

訓練和解析是很不一樣的

因為ssd模型的輸出是一個feature map嘛,我開始就拿輸入為一張圖和輸出為n張feature map去做反向傳播

結果效果非常差,,,feature_map 全部趨於0

  

之后重新讀了一遍論文,又讀了一些博客,找到了正確訓練的方法

我們已有的數據為帶標記的圖片數據

數據生成:

  將圖片輸入vgg_16的conv5_3獲取feature_map(h*w*c)

  使用3*3的滑動窗口,stride為1 ,padding = same 將feature_map 取成h*w個3*3*c的小窗口

  計算這個3*3滑動窗口的感受野

  通過感受野,每個滑動窗口生成35個default box

  遍歷所有的標記,找到對這35個default_box最大的IOU

  若iou<0.3則記為負樣本,若iou>0.7則記為正樣本

  

  對於IOU>0.7的,找到對於iou最大的default box 相當於一個softmax 分類

 

  因為我們ssd是多層的,feature_map是可以替換的,所以每一個feature map按照以上規則生成數據即可

 

網絡訓練

  我們的輸入是3*3*c的一個feature map

  輸出有兩個

  一個是一維的值,表示是否是正負樣本

  另一個是35維的向量,表示哪一個default box為iou最大的那個

  網絡結構就是卷積加全連接嘛,這個也比較簡單

  但要注意,最后一個卷積要使用(3*3) 的卷積核,輸出為1*c

  就是把每一個通道變成一個

網絡封裝

  封裝之后的網絡輸入為h*w*3的bgr圖像

  輸出為3-5個map_1(h*w) ,     map_2(h*w*35)

  第一個map 表示正負樣本  第二個map表示哪一個default box iou最大

 

  但是我們有全連接,,,全連接使用1*1卷積核代替即可

  

  卷積沒什么好說的

  全連接用1*1卷積核代替即可  

 


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