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为什么我们需要CNN来进行目标检测?

CNN(卷积神经网络)在目标检测中的应用是因为它具有以下优势:

  1. 局部感知能力:CNN通过卷积层和池化层的结构,能够有效地捕捉图像中的局部特征。这种局部感知能力使得CNN能够更好地理解图像中的细节信息,从而提高目标检测的准确性。
  2. 参数共享:CNN中的卷积层使用相同的权重参数对整个图像进行卷积操作。这种参数共享的机制减少了需要学习的参数数量,使得网络更加高效,并且能够处理不同尺寸的输入图像。
  3. 多层次特征提取:CNN通过堆叠多个卷积层和池化层,可以逐渐提取出图像的高层次特征。这些高层次特征能够更好地表示目标的语义信息,从而提高目标检测的鲁棒性和泛化能力。
  4. 空间不变性:CNN在卷积操作中使用了局部连接和权值共享的机制,使得网络对输入图像的平移、旋转和缩放等变换具有一定的不变性。这种空间不变性使得CNN能够更好地应对目标在图像中的位置和尺度变化。
  5. 并行计算:CNN中的卷积操作可以通过并行计算来加速处理速度,特别适合于大规模图像数据的处理和实时目标检测应用。

综上所述,CNN在目标检测中具有局部感知能力、参数共享、多层次特征提取、空间不变性和并行计算等优势,能够有效地提高目标检测的准确性和效率。

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最近已作出大量努力,提出光学遥感图像中的各种目标检测方法。然而,目前对光学遥感图像中目标检测的数据集调查和基于深度学习的方法还不够完善。此外,现有的数据集大多存在一些不足之处,如图像和目标类别数量较少,图像多样性和变异性不足。这些局限性极大地影响了基于深度学习的目标检测方法的发展。本文综述了近年来计算机视觉和地球观测领域基于深度学习的目标检测研究进展。然后,我们提出了一个大规模、公开可用的光学遥感图像目标检测基准,我们将其命名为DIOR。数据集包含23463张图像和190288个实例,覆盖20个目标类。建议的DIOR数据集1)在目标类别、目标实例数量和总图像数量上都是大规模的;2)具有大范围的对象尺寸变化,不仅在空间分辨率方面,而且在跨目标的类间和类内尺寸变化方面;3)由于成像条件、天气、季节、成像质量的不同,成像结果差异较大;4)具有较高的类间相似性和类内多样性。提出的基准可以帮助研究人员开发和验证他们的数据驱动方法。最后,我们评估了DIOR数据集中的几种最先进的方法,为未来的研究奠定了基础。

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Domain Adaptive Faster R-CNN for Object Detection in the Wild

典型的目标检测假定训练和测试数据来自同一个理想分布,但是在实际中这通常是不满足的。这种分布的错误匹配将会导致一个明显的性能下降。这篇工作我们旨在提升目标检测的跨域鲁棒性。我们在两个层级上解决域偏移问题:(1)、图像级偏移,例如图像的风格、亮度等。(2)、实例级偏移,例如目标的外观、尺寸等。基于最近的最先进的目标检测器Faster R-CNN来构建我们的方法,我们设计了两个域适配组件,图像级和实例级,来减少域矛盾。这两个域适配组件基于H散度理论,并且用对抗训练方式训练的域分类器来实现。不同级别的域分类器用连续正则化进一步加强,目的是在Faster R-CNN模型上学习一个域不变RPN。使用多个数据集包括Cityscapes,KITTI,SIM10K等来评估我们新提出的方法。结果证明对各种域迁移场景的鲁邦目标检测,我们提出的方法很有效。

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目标检测最新总结与前沿展望

从 2006 年以来,在 Hilton、Bengio、LeChun 等人的引领下,大量深度神经网络的论文被发表,尤其是 2012 年,Hinton课题组首次参加 ImageNet图像识别比赛,其通过构建的 CNN 网络AlexNet[1]一举夺得冠军,从此神经网络开始受到广泛的关注。深度学习利用多层计算模型来学习抽象的数据表示,能够发现大数据中的复杂结构,目前,这项技术已成功地应用在包括计算机视觉领域在内的多种模式分类问题上。计算机视觉对于目标运动的分析可以大致分为三个层次:运动分割,目标检测;目标跟踪;动作识别,行为描述[2]。其中,目标检测既是计算机视觉领域要解决的基础任务之一,同时它也是视频监控技术的基本任务。由于视频中的目标具有不同姿态且经常出现遮挡、其运动具有不规则性,同时考虑到监控视频的景深、分辨率、天气、光照等条件和场景的多样性,而且目标检测算法的结果将直接影响后续的跟踪、动作识别和行为描述的效果。故即使在技术发展的今天,目标检测这一基本任务仍然是非常具有挑战性的课题,存在很大的提升潜力和空间。

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基于CNN目标检测方法(RCNN,Fast-RCNN,Faster-RCNN,Mask-RCNN,YOLO,SSD)行人检测

对于一张图片,R-CNN基于selective search方法大约生成2000个候选区域,然后每个候选区域被resize成固定大小(227×227)并送入一个CNN模型中,使用AlexNet来提取图像特征,最后得到一个4096维的特征向量。然后这个特征向量被送入一个多类别SVM分类器中,预测出候选区域中所含物体的属于每个类的概率值。每个类别训练一个SVM分类器,从特征向量中推断其属于该类别的概率大小。为了提升定位准确性,R-CNN最后又训练了一个边界框回归模型。训练样本为(P,G),其中P=(Px,Py,Pw,Ph)为候选区域,而G=(Gx,Gy,Gw,Gh)为真实框的位置和大小。G的选择是与P的IoU最大的真实框,回归器的目标值定义为:

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PaddlePaddle实战 | 经典目标检测方法Faster R-CNN和Mask R-CNN

机器视觉领域的核心问题之一就是目标检测(objectdetection),它的任务是找出图像当中所有感兴趣的目标(物体),确定其位置和大小。作为经典的目标检测框架FasterR-CNN,虽然是2015年的论文,但是它至今仍然是许多目标检测算法的基础,这在飞速发展的深度学习领域十分难得。而在FasterR-CNN的基础上改进的MaskR-CNN在2018年被提出,并斩获了ICCV2017年的最佳论文。Mask R-CNN可以应用到人体姿势识别,并且在实例分割、目标检测、人体关键点检测三个任务都取得了很好的效果。因此,百度深度学习框架PaddlePaddle开源了用于目标检测的RCNN模型,从而可以快速构建强大的应用,满足各种场景的应用,包括但不仅限于安防监控、医学图像识别、交通车辆检测、信号灯识别、食品检测等等。

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