計算機視覺之小目標的IOU閾值匹配


1.IOU的定義

交並比 IOU(Intersection Over Union)是指目標預 測邊界框和真實邊界框的交集和並集的比值,即物體 Bounding Box Ground Truth 的重疊度IOU 的定 義是為了衡量物體定位精度的一種標准。
2.IOU設置過高或過低的問題
如果 IOU 閾值設置較低, 樣本的質量就難以保證;為了獲得高質量的正樣本, 可以調高 IOU 閾值,但樣本數量就會降低導致正負樣 本出現比例不平衡,且較高的 IOU 閾值很容易丟失 小尺度目標框。
3.分類
根據級聯思想,通過不斷提高 IOU 閾值來獲得高質量的正樣本,能夠在一定程度上 提高小目標的檢測效果,但存在隨着 IOU 閾值不斷提 高,匹配的 Anchor 數量減少,導致漏檢的問題。
IOU 閾值從 0.5 降到 0.35,使用降低 閾值的方法先保證每個目標都能有足夠的錨框檢測。 同時為了解決正樣本增加導致樣本質量得不到保證的 問題,提出最大化背景標簽的方法,在最底層分 類時將背景分為多個類別而不是二分類,對 IOU 大於 0.1 Anchor 進行排序,幵對每個框預測 3 次背景值, 取背景概率中最大的值作為最終背景,通過提高分類 難度以此來解決正樣本質量得不到保證的問題,提高 了小目標的檢測准確率。但此種方法可能會出現因 IOU 閾值過低,造成無效的正樣本數量過多,從而導 致誤檢率提高的問題。
4.總結
對於不同的檢測任務,如果待檢測目標尺度之間 相差不大,即數據集中大多為同一尺度目標時,可以 適當降低 IOU 閾值再進行選取,對小目標特征實現最 大程度的提取。在實際應用中,同一場景下的檢測不 可能只包含單一尺度的目標,存在不同目標尺度跨越 相差較大的情況,如果固定 IOU 閾值進行統一檢測篩 選,會帶來樣本不平衡的問題,小目標特征極有可能 被嚴栺的 IOU 閾值舍棄。因此,設置動態 IOU閾值作 為不同尺度目標檢測更具普適性,根據不同的樣本數 量動態調整,當負樣本數量過高時不斷提高 IOU 閾值 平衡樣本數量,避免了直接設置過高的 IOU 閾值而造 成的漏檢,訓練出來的模型泛化性更強。


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