關於目標檢測不平衡問題的一些工作

2021-09-28 19:36:55 字數 1854 閱讀 7287

之前開的組會分享了一些在這方面的頂會,這邊放部落格上分享。

關於目標檢測的不平衡問題,推薦閱讀

two-stage目標檢測演算法回顧

本文主要分享的工作都是基於two-stage的,不妨先回顧一下。

以faster rcnn為例:

下面講一下三個方面的imbalance。

easy-hard imbalance

眾所周知:

難樣本尤其有價值,解決難樣本將更好地降低loss,提公升指標。

but目標檢測任務中簡單樣本佔主導,使得模型難以關注難樣本。

現有解決方案:

hard negative mining/ohem:

rpn輸出正負anchor數量差異懸殊。如果將所有預設框拿來訓練,將導致對負樣本的過擬合。因此 「挖掘」那些分類損失最大的負樣本來訓練(而不是像前面所說的隨機取樣),其數量為正樣本的三倍。

soft sampling:

從損失函式上引導模型關注難樣本。最典型的就是focal loss。

增大γ,把loss曲線往下拉,簡單樣本貢獻的梯度減少,難樣本貢獻的梯度增大。

還有很多通過取樣來緩解easy-hard imbalance的工作,可以看最前面的*****鏈結。

feature imbalance

基礎fpn baseline:主要針對多尺度問題來結合上下文資訊來提取特徵:

存在問題:上下文語義資訊的imbalance(例如c2層資訊直接整合至p2,缺乏強語義資訊)

現有解決方案:

adaptive feature pooling(圖中c部分)

傳統fpn得到的proposal只能得到特定層級的特徵,基於此,將每個proposal對映到不同的特徵層次,用roialign池化不同層次的特徵網格,進一步融合不同層次的特徵網格。

iou imbalance

在2-stage目標檢測演算法中的rpn階段,所有bounding box與ground truth之間的iou並不服從均勻分布:

大量的低iou box與高iou box之間的imbalance問題;

training stage與inference stage之間出現mismatch問題;

僅增加iou閾值導致正樣本大量減少導致overfitting,且出現更嚴重的mismatch

現有解決方案:

是否可以顯式地建立iou與hard-easy之間的關係呢?

果然,通過實驗可以發現困難樣本並不是根據iou均勻分布在原有樣本中。

解決方案:針對iou的分層抽樣取代隨機抽樣:提供乙個難樣本的關於iou的先驗分布,將hard example與sample的分布匹配;

區間內candidates越少,越傾向於sample;

關於處理資料不平衡問題的一些探索

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目標檢測中的一些指標 學習筆記

1 參考 用人臉識別做乙個例子,tp true positive,目標區域有人臉,返回目標區域檢測到人臉 fn false negative,目標區域有人臉,返回目標區域沒有檢測到人臉 fp false positive,目標區域沒有人臉,返回目標區域檢測到人臉 tn true negative,目...