對RCNN論文中的關鍵性問題的解釋

1、RCNN網絡中的選擇性搜索算法(SS)

參考博客:https://blog.csdn.net/u014796085/article/details/83478583

                  https://blog.csdn.net/u010402786/article/details/78051647

主要步驟:

  1. 使用 Efficient Graph-Based Image Segmentation的方法獲取原始分割區域R={r1,r2,…,rn};
  2. 初始化相似度集合S=∅;
  3. 計算兩兩相鄰區域之間的相似度,將其添加到相似度集合S中;
  4. 從相似度集合S中找出,相似度最大的兩個區域 ri 和rj,將其合併成爲一個區域 rt,從相似度集合中除去原先與ri和rj相鄰區域之間計算的相似度,計算rt與其相鄰區域(原先與ri或rj相鄰的區域)的相似度,將其結果添加的到相似度集合S中。同時將新區域 rt 添加區域集合R中; 相似度度量:紋理直方圖,顏色直方圖,圖像梯度綜合考慮
  5. 重複上述步驟,直到S=∅,即最後一個新區域rt爲整幅圖像。
  6. 獲取R中每個區域的Bounding Boxes,去除像素數量小於2000,以及寬高比大於1.2的,剩餘的框就是物體位置的可能結果。

通過從初始分割結果開始,自下而上的從小區域的區域建議到更大的區域建議,完成了一種層次結構。

 

2、在RCNN網絡中,在SS得到的結果送入CNN之前,由於CNN有全連接,需要固定大小輸入CNN,論文中對得到的所有區域建議進行了各向異性resize。

各向異性:不管圖片大小如何,直接進行resize成固定大小,如下圖D。

各向同性:a、將bounding box的邊界向外延伸,使圖片成正方形,然後裁剪。如果延伸到原來圖片的外邊界,則用bounding box中的顏色均值補齊,如圖B。

                  b、先將bounding box中的圖片裁剪出來,然後用固定的背景顏色填充成需要大小(背景顏色是bounding box的像素顏色均值)如圖C。

 

3、RCNN中的NMS(非極大值抑制算法)

自己的理解寫出來實現步驟:

RCNN是對每類單獨來執行NMS

  1. 首先,對每一類,按SVM得到的分數對候選區域按從小到大排序;
  2. 取出排序後的第一個,即該類得分最高的,然後對排序後的每一個regions計算與該得分最高的區域的IOU;
  3. 通過設定的閾值,去掉IOU過高的候選框,在執行上述第二步,直到該類的所有候選框全被比較完

最終得到的就是該類別下所有不相交或者相交IOU小於閾值的候選框。

代碼可參考:https://blog.csdn.net/a1103688841/article/details/89711120

 

4、訓練的方法

1、CNN網絡的預訓練是在大型輔助訓練集ILSVRC2012分類數據集(沒有約束框數據)上進行的,之後使用我們的resize後的區域建議進行微調,每個batch大小爲128,32個正例,96個負例。IoU>= 0.5就認爲是正例,否則就是負例。

2、訓練SVM和CNN網絡是獨立進行的,每一類都訓練一個SVM,每類中IOU<0.3被作爲負例,ground-truth是正例,其餘的全部丟棄。RCNN網絡最後結果是每個候選區域的經過CNN提取特徵,SVM分類的最高得分的類別作爲最終的標籤,之後在進行NMS。

3、硬負樣本挖掘,在訓練SVM時,由於訓練數據大,很難裝進內存,所以採用此方法,每次把那些頑固的棘手的輸入區域,再送回去繼續練,練到map不在提升,可以快速收斂。

4、爲什麼在fine-tunning和SVM訓練這兩個階段,我們定義得正負樣例是不同的?

fine-tunning階段是由於CNN對小樣本容易過擬合,需要大量訓練數據,故對IoU限制寬鬆: IoU>0.5的建議框爲正樣本,否則爲負樣本; SVM這種機制是由於其適用於小樣本訓練,故對樣本IoU限制嚴格:Ground Truth爲正樣本,與Ground Truth相交IoU<0.3的建議框爲負樣本。

5、爲什麼訓練一個分類器是必要的,而不只是簡單地使用來自調優後的CNN的最終fc8層的類別輸出?

作者最開始使用訓練SVM的方式同樣定義CNN網絡的正負樣本,結果發現不好,後來做實驗發現IOU閾值爲0.5時,可以有效提高CNN過擬合的能力,因爲數據量上去了,可是這對於對於小樣本訓練的SVM會減少定位的準確度,所以把他們兩個分開訓練。如果直接使用softmax去得到分類結果,沒有經過從新定義訓練數據的SVM分類結果好。

6、BBR問題

(待續)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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