深度學習筆記(32) 目標定位

2021-09-25 03:44:50 字數 2297 閱讀 7444

分類任務已經熟悉了,就是演算法遍歷,判斷其中的物件是不是汽車

定位分類問題,這意味著不僅要用演算法判斷中是不是一輛汽車

還要在中標記出它的位置

如果正在構建汽車自動駕駛系統,那麼物件可能包括以下幾類:行人、汽車、電單車和背景

這意味著中沒有行人、電單車和背景,輸出結果會是汽車

如果還想定位中汽車的位置

那麼可以讓神經網路多輸出幾個單元,輸出乙個邊界框

具體說就是讓神經網路再多輸出4個數字,標記為bx,by,bh和bw

這四個數字是被檢測物件的邊界框的引數化表示

左上角的座標為(0,0),右下角標記為(1,1)

要確定邊界框的具體位置,需要指定紅色方框的中心點

這個點表示為(bx,by),邊界框的高度為bh,寬度為bw

因此訓練集不僅包含神經網路要**的物件分類標籤

還要包含表示邊界框的這四個數字

接著採用監督學習演算法,輸出乙個分類標籤,還有四個引數值,從而給出檢測物件的邊框位置

此例中,bx的理想值是0.5,表示汽車位於水平方向的中間位置

by大約是0.7,表示汽車位於距離底部3/10的位置

bh約為0.3,因為紅色方框的高度是高度的0.3倍

bw約為0.4,紅色方框的寬度是寬度的0.4倍

為監督學習任務定義目標標籤 y,這有四個分類

神經網路輸出的是這四個數字和乙個分類標籤或分類標籤的概率

目標標籤y的定義如下:

y =[

pcbx

bybh

bwc1

c2c3

]y= \left[ \begin p_c \\b_x\\b_y\\b_h\\b_w\\c_1\\c_2\\c_3 \end \right]

y=⎣⎢⎢⎢

⎢⎢⎢⎢

⎢⎢⎢⎡

​pc​

bx​b

y​bh

​bw​

c1​c

2​c3

​​⎦⎥

⎥⎥⎥⎥

⎥⎥⎥⎥

⎥⎤​如果物件屬於前三類(行人、汽車、電單車),則pc=1

如果是背景,則中沒有要檢測的物件,則pc=0

可以這樣理解pc,它表示被檢測物件屬於某一分類的概率,背景分類除外

如果檢測到物件,就輸出被檢測物件的邊界框引數bx、by、bh和bw

最後,如果存在某個物件,那麼pc=1

同時輸出c1、c2和c3,表示該物件屬於行人,汽車還是電單車中的哪一類

鑑於所要處理的問題,假設中只含有乙個物件

所以針對這個分類定位問題,最多隻會出現其中乙個物件

假如這是一張訓練集,標記為x,即上圖的汽車

而在y當中,第乙個元素pc=1

因為圖中有一輛車,bx、by、bh和bw會指明邊界框的位置

所以標籤訓練集需要標籤的邊界框

中是一輛車,所以結果屬於分類2,因為定位目標不是行人或電單車,而是汽車

所以c1=0,c2=1,c3=0

並且c1、c2和c3中最多只有乙個等於1

如果在背景的情況下

pc=0,y的其它引數將變得毫無意義

全部寫成問號,表示「毫無意義」的引數

神經網路的損失函式,其引數為類別y

yy和網路輸出y

^\hat

y^​如果採用平方誤差策略,則l(y

^\hat

y^​,y

yy) = (y

^\hat

y^​1 - y

yy1)2 +(y

^\hat

y^​2 - y

yy2)^2 +⋯(y

^\hat

y^​8 - y

yy8)^2

損失值等於每個元素相應差值的平方和

中存在定位物件,y1=1,所以y1=pc,損失值就是不同元素的平方和

另一種情況是,y1=0,即pc=0,損失值是(y

^\hat

y^​1 - y

yy1)2

不用考慮其它元素,只需關注神經網路輸出pc的準確度

參考:

吳恩達深度學習 目標定位

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