deepfake检测论文推荐

ITDaily & AI 中国每日最新 IT 圈 AI 圈新鲜事吐槽给你想看的想象一下，在选举前几天，一个候选人的视频被发布，显示他们使用仇恨言论，种族污蔑，以及削弱他们作为亲少数族裔的形象。想象一下，一个十几岁的孩子看着一段令人尴尬的露骨视频在社交媒体上传播。想象一下，一个CEO在筹集资金的路上，当一段陈述她对产品的恐惧和焦虑的音频片段被发送给投资人时，毁掉了她成功的机会。以上所有的场景都是假的、编造的，并不是真实的，但可以通过人工智能生成的合成媒体，也就是所谓的DeepFake[1]，使之成为现实。同样的技术，可以让一位因卢伽雷氏病而失声的母亲用合成语音与家人对话，也可以用来生成政治候选人的假演讲，以损害其名誉。同样的技术，可以让老师使用合成视频与学生进行有效的互动，也可以用来制作一个青少年的假视频来损害其声誉。人工智能(AI)和云计算技术、GPU虚拟机和平台服务的进步，使得音频、视频和图像处理技术的复杂性得到了快速发展。商品化云计算的接入、公共研究的人工智能算法，以及丰富的数据和多样化海量媒体的可用性，为合成媒体的创作民主化创造了一场完美的风暴。这种人工智能生成的合成媒体被称为深层假造。通过社交平台，合成媒体的传播实现了规模化的民主化。 GAN技术的创新和研究，加上计算的日益普及，使得合成数据的质量以惊人的速度提高。新的工具，其中许多是公开的，可以以越来越可信的方式操纵媒体，例如创建一个公众人物的声音副本或将一个人的脸叠加到另一个人的身体上。GAN和deepfakes已经从研究和学术课题发展到企业创新、娱乐和参与社会活动的实际应用。 Cheapfake是通过简单的常规编辑技术，如加速、减速、剪切等，以及非技术性的操作，如重新编排或重构现有媒体。廉价伪造的一个例子是 "醉酒的佩洛西 "视频[2]。最近，我们看到一些政治广告中使用了重新着色和修饰的手法，这也是一种廉价的假货[3]。Deepfakes已经成为换脸和对口型的代名词。还有很多其他类型的基于人工智能的音频、视频和图像的操作都可以被称为Deepfakes。换脸是指一个人的脸被另一个人的脸或另一张脸的关键特征所取代或重构。脸部交换或用滤镜进行操作，几乎是所有社交媒体、视频聊天应用的常见功能。从2014年开始，社交媒体应用Snapchat就有了增强人脸的滤镜。利用人脸检测镜头技术，你可以让自己变老，添加美颜滤镜，或者给自己装上猫耳朵和胡须。这些应用和技术的输出将被定性为AI-Generated合成媒体或deepfakes。大量的免费和付费应用和在线工具让两个人的换脸变得超级简单。开发者可以使用GitHub上的Faceswap和DeepFaceLab的开源代码来创建非常复杂的deepfakes，并在定制代码和训练AI模型方面做出一些努力。操控术是用人工智能渲染操纵的全身动作和行为。它是一种在视频中创建目标脸部和身体的3D模型来作为木偶人的行为和说的技术。它也被称为全身深度假动作。2018年8月，加州大学伯克利分校发表了一篇名为《Everybody Dance Now》的论文[4]。这是研究人工智能如何将专业舞者的动作转移到业余爱好者的身上。日本人工智能公司Data Grid创造了一个AI引擎，可以自动生成广告和时尚的虚拟模型。唇语同步是一种渲染嘴部动作和面部表情的技术，让目标人物用声音和正确的语气和音调说事情。AI算法可以将一个人说话的现有视频，改变视频中的唇部动作，以匹配新的音频。这些音频可能是断章取义的旧讲话，也可能是模仿者说话或合成的讲话。演员和导演乔丹-皮尔就用这种技术制作了奥巴马的病毒视频。Voice Coning是一种深度学习的算法，它可以接收个人的语音记录，生成与原声过分相似的合成语音。它是一种创建个人的自定义语音字库，然后用字库来生成语音的技术。开发合成语音的应用和云服务有很多，微软定制语音、Lyrebird AI、iSpeech和VOCALiD，个人和企业都可以使用这样的技术来提高自己的机构。图像生成或图像合成是一种利用计算机视觉技术、深度学习和生成式对抗网络（GANs）来合成新图像的技术。它可以生成计算机生成的人或任何非真实物体的图像。英伟达的一个团队用从Flickr上提取的人脸图片训练了一台计算机，创建了网站。在网站上还有其他例子。文本生成是利用人工智能技术进行文本和深度学习，自动生成文本，写故事、散文和诗歌，创建长文档的摘要，以及综合的方法。使用RNN（循环神经网络）和现在的GANs，文本生成有很多实际的使用案例。文本生成可以帮助行业中新的自动化新闻或机器人新闻工作。OpenAI的GPT-3可以生成任何文本，包括吉他标签或计算机代码。技术能够增强人们的能力，是一个很好的推动力。技术可以让人们有话语权，有目标，有能力大规模、快速地产生影响。由于数据科学和人工智能的进步，出现了新的赋能理念和能力。人工智能合成媒体有很多积极的应用案例。技术可以为所有人创造可能性和机会，不管他们是谁，也不管他们如何听、如何说、如何沟通。深假技术的进步在某些领域有明显的好处，比如无障碍、教育、电影制作、刑事取证和艺术表达。[我将在以后的文章中探讨积极的使用案例]。与任何新技术一样，邪恶的行为者会利用这种创新并为他们的利益服务。GAN和Deepfakes已经不仅仅是研究课题或工程玩具。从一个创新的研究概念开始，现在它们可以作为一种通信武器使用。Deepfakes正变得容易创造，甚至更容易在政策和立法真空中传播。 Deepfakes使编造媒体--换脸、对口型和木偶人--成为可能，大多数情况下，无需同意，并给心理安全、政治稳定和商业干扰带来威胁。深度造假可以用来损害名誉、捏造证据、欺公众、破坏对民主体制的信任。近两年，利用生成式人工智能模型创建的合成数据被恶意使用的可能性开始引起人们的警惕。该技术现在已经发展到可能被武器化，对个人、社会、机构和民主制度进行破坏和伤害。Deepfakes可以促进事实相对主义，并使专制领导人得以发展。Deepfakes不仅会造成伤害，还将进一步侵蚀人们对媒体已经下降的信任。它还可以帮助公众人物将自己的不道德行为隐藏在Deepfakes和假新闻的面纱中，将他们的实际危害行为称为虚假行为，也就是所谓的红利。非国家行为者，如叛乱组织和恐怖组织，可以利用Deepfakes来代表他们的对手发表煽动性言论或从事挑衅性行动，以煽动人们的反国家情绪。例如，一个恐怖组织可以很容易地制作一个假视频，显示士兵对宗教场所的不敬，以点燃现有的反国家情绪，造成进一步的不和谐。国家可以使用类似的策略来传播针对少数族裔社区或另一个国家的计算宣传，例如，一个假视频显示一个警察高喊反宗教的污言秽语，或者一个政治活动家呼吁暴力。所有这些都可以用较少的资源、互联网规模和速度来实现，甚至可以通过微目标来激发支持。 [我将在今后的文章中探讨深层伪装的负面使用案例和危害] 为了捍卫真相和保障言论自由，我们需要采取多利益攸关方和多模式的方法。任何减轻恶意深层造假的社会负面影响的对策，其主要目标必须是双重的。其一，减少恶意深层造假的风险，其二，将其可能造成的损失降到最低。恶意深造的有效对策可分为立法行动与法规、平台政策与治理、技术干预和媒介素养四大类。笔者将在以后的文章中探讨有效的对策。

2017年12月网上出现了一个惊人的视频，一位以神似盖尔·加朵的女主出现在Reddit的成人交流社区上，一时间该网站差点被挤爆，而且在接下来的数天内，该视频几乎传遍全球成人交友平台，由此揭开了一些有史以来最邪恶的技术：DeepFake！

DeepFake到底是干嘛的，怎么能做到易容术？

DeepFake是一种动态换脸技术，很多朋友肯定会认为换脸谁不会啊，PS技术分分钟把脸给换了，而且可以做到天衣无缝，网上早就曝出各种各种明星的换脸PS照，搞到纷纷辟谣证明那并不是自己，而且还有PS照敲诈勒索，还听的不够多吗？

美白，不过是雕虫小技

其实静态换脸和动态换脸是不一样的，视频中人的状态是动态的，比如一个60fps（60帧）的视频中，每秒钟画面更新60次，如果是PS的话需要处理60张静态图片，然后将其前后连接起来形成一个动态图，一个短视频动辄数分钟，甚至十多分钟，那么要处理大约一分钟3600张的比例，3分钟大约要10000多张，那不是要搞死人的节奏么？

DeepFake换脸爱因斯坦关于新冠病毒讲话：告诫大家新冠不可怕，要勤洗手

所以DeepFake的出现解决了这个问题，并且它可以根据当前被换对象的动作自动切换脸的状态以及表情，还有眼睛鼻子与嘴型的协调，使得被换对象的表现恰到好处，甚至可以让粗心大意的你根本就看不出来狸猫已经换掉了太子！

DeepFake是怎么实现这个过程的？

DeepFake有几个过程，理解起来也不难，分别就是人脸定位建模，人脸动态转换和图像动态拼接，大致有如下几个步骤：

人脸定位建模

这个技术其实很普遍，人脸识别技术发展到现在已经非常成熟，比如人脸刷卡，刷脸支付或者高铁车站的刷脸检票等，人的面部特征是几乎就是唯一的，但这些唯一建立在几个特征之间的联系，比如眼睛、嘴唇以及鼻子之间的尺寸，还有脸型特征、眉毛与面部其他突出的特征！这些参数识别后将转换成数字模型。

人脸转动态转换

扫描一个人的面部特征，不可能扫描他（她）的所有状态下的特征，比如说话、哭和笑等，那么就必须有一个将人脸的特征通过特定的模型库或者使用dlib和OpenCV等技术抽取选择对象动态特征建立成动态库，再结合取得的数字模型，将没有的表情用数字模拟的方式展现出来！

这种技术依赖于一种称为自动编码器的神经网络技术，可以建立目标对象动作数据库，以供学习，采样时间越久，那么其学习表情的精准度越高。

图像动态拼接

要将目标人物的动态脸型拼接到“演员”身上，那么脸型尽量接近当然是最好的选择，但如果有差别，也不要担心，可以将脸型稍做修饰，以和“演员”的脸天衣无缝，因为我们在识别一个人的脸部特征时，主要就看她（他）的眼睛、鼻子嘴巴和眉毛以及脸部关键特征，对于稍稍变形了脸型其实关系并不大！

因此DeepFake真正有技术含量的地方就在于此，拼接的天衣无缝，当然是最好的，而前期的处理过程时间也很关键，当然在现在仍然难以在直播中切换，因为需要大量的处理过程，只能录像，然后处理转换后再输出，但技术在发展，未来实现直播切换并不是一个难题！

这么优秀的DeepFake技术，为什么会被全球封禁？

各位从开头也知道了DeepFake技术到底有多邪恶，其实这种技术最早是被用来作为影视后期使用的，但做到像DeepFake那样公开，且轻量化，甚至连纽约州立大学奥本尼分校教授数字媒体取证的专家 Siwei Lyu也被惊到了，他称Github上公开的技术非常优秀，代码短小精悍！

因此盖尔·加朵的移花接木是其打响的第一炮，DeepFake技术瞬间走红于网络，但由于盖尔·加朵知名度太高了，短短数天后，经受不住压力的Reddit的成人交流社区被迫将DeepFake封禁，此后DeepFake技术就失控了，因为设计这个架构的大神将DeepFake技术代码公开了，将其上传到了Github，一个自由共享代码的网站，所以只要你有技术，你也可以将其下载使用。

如果DeepFake换了人脸，能被识别出来吗？

DeepFake技术的可怕在于我们很难分辨真假，比如在“茉莉花”或者“天鹅绒”革命时期的混乱状态下，如果有人发布一个所在国领导火上浇油的视频，那么可想而知会引起多大的混乱，当然我们并不太关心这种国际大事，那么会发生在身边吗？

当然也有可能，想必各位对那种打电话称是你儿子女儿被绑架或者出车祸送医院，让你赶紧准备钱的术应该已经有免疫力了，但要是来一个视频电话呢，眼见为实，99%的人估计瞬间就懵了！所以如何识别这种伪造技术？

2019年6月份，加州大学伯克利分校和南加州大学的研究者们提出了一种技术，可以将DeepFake处理后的脸和正常人脸区分出来，他们先运用生成式对抗网络，提取了目标对象的脸型和表情特征的特有数据，然后将其和DeepFake技术处理后的图像对比，识别率达到了92%！

2020年8月份，阿里安全图灵实验室和中科院计算所合作提出一种只需要视频级别标注的新型 DeepFake视频检测方法，能够从视频中准确识别出被篡改的人脸。

这个识别监测技术是基于DeepFake是单帧篡改的，同一人脸在相邻帧上会有一些抖动，这和自然录像的视频人脸特征会存在差异，因此该研究设计了时空实例，用来刻画帧间一致性，辅助DeepFake检测，这个技术的优势是不需要事先识别建模！阿里新算法从多个人物中识别被篡改的人脸的论文

尽管已有政策强制要求DeepFake视频在传播时必须标注是DeepFake视频，但谁又能保证有人不将其用于非法用途呢？

DeepFake技术还有哪些超丧的用途，各位可以畅所欲言！

十分邪恶，这是一种换脸技术，会被别有用心的人用在不好的地方。

Deepfake，是由“deep machine learning”（深度机器学习）和“fake photo”（假照片）组合而成，本质是一种深度学习模型在图像合成、替换领域的技术框架，属于深度图像生成模型的一次成功应用。其实该技术最早版本在2018年初就被提出了，当时在构建模型的时候使用了Encoder-Decoder自编解码架构，在测试阶段通过将任意扭曲的人脸进行还原，整个过程包含了：获取正常人脸照片=>扭曲变换人脸照片=> Encoder编码向量 => Decoder解码向量 => 还原正常人脸照片五个步骤。而ZAO在Encoder-Decoder的框架之上，又引入了GAN（生成对抗网络）技术，不但降低了同等条件下的模型参数量和模型复杂度，同时使生成的人脸更为清晰，大大降低了对原图的依赖，显著提升了换脸的效果，而且基于GAN技术的Deepfake改进版已经在Github开源。尽管「Deepfake」这类应用非常吸引人，但落到实处还是会引发很多的问题，不论是伦理还是隐私。后面我们将介绍生成对抗网络和变分自编码器两种换脸的解决方案，也许大规模应用还能进一步催生效果更好、算力更少的解决方案。直观而言，GAN 这类生成模型可以生成非常逼真的人脸图像，那么现在需要将某个人的特点迁移到另一张人脸上，这就需要更多的模块来定义需要迁移的位置与特点。总体上，「Deepfakes」换脸主要分为以下过程：其中人脸定位已经非常成熟了，一般定位算法可以生成人脸的特征点，例如左右眉毛、鼻子、嘴和下巴等等。人脸转换也就是采用 GAN 或 VAE 等生成模型，它的目标是生成拥有 A 表情的 B 脸。最后的图像拼接则是将人脸融合原图的背景，从而达到只改变人脸的效果。当然，如果生成 ZAO 这种小视频，那么还需要一帧帧地处理图像，然后再将处理后的结果重新拼接成小视频。人脸定位也就是抽取原人脸的表情特征，这些特征点大致描述了人脸的器官分布。我们可以直接通过 dlib 和 OpenCV 等主流的工具包直接抽取，但它们一般采用了经典的 HOG 的脸部标记算法。这种算法根据像素亮度差确定一些「箭头」，从而找到人脸显著的特征点。如上是一些人脸特征点，如果我们想换脸的表情更加真实和准确，那么也可以使用目前主流的人脸识别算法，它利用卷及网络能生成更完美的特征点。但是这类深度模型需要更大的算力，尤其是在处理高分辨率图像时。首先对于变分自编码器（VAE），我们知道它希望通过无监督的方式将人脸图像压缩到短向量，再由短向量恢复到人脸图像。这样短向量就包含了人脸图像的主要信息，例如该向量的元素可能表示人脸肤色、眉毛位置、眼睛大小等等。所以如果我们用某个编码器学习所有人，那么它就能学习到人脸的共性；如果再用某个解码器学习特定的某个人，那么就能学习到他的特性。简单而言，当我们用通用编码器编码人脸 A，再使用特定解码器 B 解码隐藏向量，那么就能生成出拥有 A 的人脸表情，但却是 B 人脸的图像。这就是 VAE 的解决方案，对于 GAN 来说，它会利用抽取的人脸特征点，然后根据生成器生成对应的目标人脸图像。这时候，编码器同样也会将真实的目标人脸编码，并和生成的目标人脸混合在一起。因此，如果判别器不能区分根据某人特征点生成的人脸和真实人脸有什么区别，那么生成的人脸就非常真实了。如上所示为论文 Few-Shot Adversarial Learning of Realistic Neural Talking Head Models 的解决方案，它只需要几张目标人脸图，就能根据原人脸的特征点生成极其逼真的效果。知道了如何制作换脸视频，我们还要掌握一些识别换脸视频的技术，因为这些换脸技术给大众带来欢乐的同时，也在被不少人滥用。这种滥用不仅给公众人物造成了困扰，甚至还威胁到了普通大众。由于用来训练神经网络的图像数据往往是睁着眼睛的，因此 Deepfake 视频中人物的眨眼或不眨眼的方式通常是不自然的。去年，奥尔巴尼大学（University of Albany）的研究人员发表了一篇论文，提出了一种可以检测这种不自然眨眼的技术。有趣的是，这项技术使用的也是深度学习，和制作假视频的技术是一样的。研究人员发现，利用眨眼视频训练出的神经网络可以在视频中定位眨眼片段，找出非自然眨眼运动的一系列帧。结果发现，Deepfake 视频中人物的眨眼不符合正常的生理学规律，由此可以识别出哪些是原始视频，哪些是 Deepfakes 视频。每个人都有独特的头部运动（如开始陈述事实时点头）和面部表情（如表达观点时得意得笑），但 Deepfakes 中人物的头部动作和面部表情都是原人物而非目标人物的。基于此，加州大学伯克利分校的研究者提出了一种检测换脸的 AI 算法。其基本原理是：利用一个人的头部动作和面部表情视频训练一个神经网络，然后拿这个神经网络去检测另一个视频中的人物动作和表情是否属于这个人。模型准确率达到 92%。（a）原始人物；（b，c）分别是 Deepfake 人物。论文地址：制作换脸视频和识别换脸就像一场猫鼠游戏，造假技术日新月异，打假技术也在不断迭代。但仅在技术层面打击这一技术的滥用是不够的，我们还需要法律的支持。参考链接：

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原文： Scalable Object Detection using Deep Neural Networks——学术范最近，深度卷积神经网络在许多图像识别基准上取得了最先进的性能，包括ImageNet大规模视觉识别挑战(ILSVRC-2012)。在定位子任务中获胜的模型是一个网络，它预测了图像中每个对象类别的单个边界框和置信度得分。这样的模型捕获了围绕对象的整幅图像上下文，但如果不天真地复制每个实例的输出数量，就无法处理图像中同一对象的多个实例。在这篇论文中提出了一个显著性启发的神经网络检测模型，它预测了一组与类无关的边界框，每个框有一个分数，对应于它包含任何感兴趣的对象的可能性。该模型自然地为每个类处理数量可变的实例，并允许在网络的最高级别上进行跨类泛化。目标检测是计算机视觉的基本任务之一。一个解决这个问题的通用范例是训练在子图像上操作的对象检测器，并在所有的场所和尺度上以详尽的方式应用这些检测器。这一范例被成功地应用于经过区别训练的可变形零件模型(DPM)中，以实现检测任务的最新结果。对所有可能位置和尺度的穷举搜索带来了计算上的挑战。随着类数量的增加，这个挑战变得更加困难，因为大多数方法都训练每个类单独的检测器。为了解决这个问题，人们提出了多种方法，从检测器级联到使用分割提出少量的对象假设。关于对象检测的文献非常多，在本节中，我们将重点讨论利用类不可知思想和解决可伸缩性的方法。许多提出的检测方法都是基于基于部件的模型，最近由于有区别学习和精心设计的特征，已经取得了令人印象深刻的性能。然而,这些方法依赖于在多个尺度上详尽地应用零件模板，这是非常昂贵的。此外，它们在类的数量上是可伸缩的，这对像ImageNet这样的现代数据集来说是一个挑战。为了解决前一个问题，Lampert等人使用分支绑定策略来避免计算所有可能的对象位置。为了解决后一个问题，Song et al.使用了一个低维部件基，在所有对象类中共享。基于哈希算法的零件检测也取得了良好的结果。另一种不同的工作，与我们的工作更接近，是基于对象可以本地化的想法，而不必知道它们的类。其中一些方法建立在自底向上无阶级分割[9]的基础上。通过这种方式得到的片段可以使用自上而下的反馈进行评分。基于同样的动机，Alexe等人使用一种廉价的分类器对对象假设是否为对象进行评分，并以这种方式减少了后续检测步骤的位置数量。这些方法可以被认为是多层模型，分割作为第一层，分割分类作为后续层。尽管它们编码了已证明的感知原理，但我们将表明，有更深入的模型，充分学习可以导致更好的结果。最后，我们利用了DeepLearning的最新进展，最引人注目的是Krizhevsky等人的工作。我们将他们的边界盒回归检测方法扩展到以可扩展的方式处理多个对象的情况。然而，基于dnn的回归已经被Szegedy等人应用到对象掩模中。最后一种方法实现了最先进的检测性能，但由于单个掩模回归的成本，不能扩展到多个类。我们的目标是通过预测一组表示潜在对象的边界盒来实现一种与类无关的可扩展对象检测。更准确地说，我们使用了深度神经网络(DNN)，它输出固定数量的包围盒。此外，它为每个盒子输出一个分数，表示这个盒子包含一个对象的网络信任度。为了形式化上述思想，我们将i-thobject框及其相关的置信度编码为最后一网层的节点值: Bounding box: 我们将每个框的左上角和右下角坐标编码为四个节点值，可以写成vectorli∈R4。这些坐标是归一化的w. r. t.图像尺寸，以实现图像绝对尺寸的不变性。每个归一化坐标是由最后一层的线性变换产生的。 Confidence: 置信度:包含一个对象的盒子的置信度得分被编码为单个节点valueci∈[0,1]。这个值是通过最后一个隐藏层的线性变换产生的，后面跟着一个sigmoid。我们可以组合边界盒位置sli,i∈{1，…K}为一个线性层。同样，我们可以将所有置信区间ci,i∈{1，…K}作为一个s型层的输出。这两个输出层都连接到最后一个隐藏层在推理时，我们的算法生成kbound盒。在我们的实验中，我们使用ek = 100和K= 200。如果需要，我们可以使用置信分数和非最大抑制在推理时获得较少数量的高置信框。这些盒子应该代表对象。因此，它们可以通过后续的分类器进行分类，实现目标检测。由于盒子的数量非常少，我们可以提供强大的分类器。在我们的实验中，我们使用另一个dnn进行分类。我们训练一个DNN来预测每个训练图像的边界框及其置信度得分，以便得分最高的框与图像的groundtruth对象框很好地匹配。假设对于一个特定的训练例子，对象被标记为boundingboxesgj,j∈{1，…，M}。在实践中，pre- dictionary的数量远远大于groundtruthboxm的数量。因此，我们试图只优化与地面真实最匹配的预测框子集。我们优化他们的位置，以提高他们的匹配度，最大化他们的信心。与此同时，我们将剩余预测的置信度最小化，这被认为不能很好地定位真实对象。为了达到上述目的，我们为每个训练实例制定一个分配问题。Wexij∈{0,1}表示赋值:xij= 1，如果第i个预测被赋值给第j个真对象。这项任务的目标可以表示为其中，我们使用标准化边界框坐标之间的el2距离来量化边界框之间的不同。此外，我们希望根据分配x优化盒子的可信度。最大化指定预测的置信度可以表示为最终的损失目标结合了匹配损失和信心损失受式1的约束。α平衡了不同损失条款的贡献。对于每个训练例子，我们通过解决一个最佳的赋值x*的预测到真实的盒子约束执行赋值解决方案。这是二部匹配的一种变体，是一种多项式复杂度匹配。在我们的应用程序中，匹配是非常便宜的——每幅图像中标记的对象的数量少于一打，而且在大多数情况下只有很少的对象被标记。然后，通过反向传播优化网络参数。例如，反向传播算法的一阶导数计算w、r、t、l和c 尽管上述定义的损失在原则上是足够的，但三次修改使其有可能更快地达到更好的准确性。第一个修改是对地面真实位置进行聚类，并找到这样的聚类/质心，我们可以使用这些聚类/质心作为每个预测位置的先验。因此，鼓励学习算法为每个预测位置学习一个残差到一个先验。第二个修改涉及到在匹配过程中使用这些先验:不是将N个groundtruth位置与K个预测进行匹配，而是在K个先验和groundtruth之间找到最佳匹配。一旦匹配完成，就会像之前一样计算目标的置信度。此外，位置预测损失也不变:对于任何一对匹配的(目标，预测)位置，其损失定义为groundtruth和对应于匹配先验的坐标之间的差值。我们把使用先验匹配称为先验匹配，并假设它促进了预测的多样化。需要注意的是，尽管我们以一种与类无关的方式定义了我们的方法，但我们可以将它应用于预测特定类的对象盒。要做到这一点，我们只需要在类的边框上训练我们的模型。此外，我们可以预测每个类的kbox。不幸的是，这个模型的参数数量会随着类的数量线性增长。此外，在一个典型的设置中，给定类的对象数量相对较少，这些参数中的大多数会看到很少有相应梯度贡献的训练示例。因此，我们认为我们的两步过程——首先本地化，然后识别——是一个更好的选择，因为它允许使用少量参数利用同一图像中多个对象类型的数据我们使用的本地化和分类模型的网络架构与[10]使用的网络架构相同。我们使用Adagrad来控制学习速率衰减，128的小批量，以及使用多个相同的网络副本进行并行分布式训练，从而实现更快的收敛。如前所述，我们在定位损失中使用先验——这些是使用训练集上的均值来计算的。我们还使用α = 来平衡局部化和置信度损失。定位器可以输出用于推断的种植区以外的坐标。坐标被映射和截断到最后的图像区域。另外，使用非最大抑制对盒进行修剪，Jaccard相似度阈值为。然后，我们的第二个模型将每个边界框分类为感兴趣的对象或“背景”。为了训练我们的定位器网络，我们从训练集中生成了大约3000万幅图像，并对训练集中的每幅图像应用以下步骤。最后，样品被打乱。为了训练我们的本地化网络，我们通过对训练集中的每一幅图像应用以下步骤，从训练集中生成了大约3000万幅图像。对于每幅图像，我们生成相同数量的平方样本，使样本总数大约为1000万。对于每幅图像，样本被桶状填充，这样，对于0 - 5%、5 - 15%、15 - 50%、50 - 100%范围内的每个比例，都有相同数量的样本，其中被包围框覆盖的比例在给定范围内。训练集和我们大多数超参数的选择是基于过去使用非公开数据集的经验。在下面的实验中，我们没有探索任何非标准数据生成或正则化选项。在所有的实验中，所有的超参数都是通过对训练集。 Pascal Visual Object Classes (VOC)挑战是最常用的对象检测算法基准。它主要由复杂的场景图像组成，其中包含了20种不同的对象类别的边界框。在我们的评估中，我们关注的是2007版VOC，为此发布了一个测试集。我们通过培训VOC 2012展示了结果，其中包含了大约。11000张图片。我们训练了一个100框的定位器和一个基于深度网络的分类器。我们在一个由1000万作物组成的数据集上训练分类器，该数据集重叠的对象至少为 jaccard重叠相似度。这些作物被标记为20个VOC对象类中的一个。•2000万负作物与任何物体盒最多有个Jaccard相似度。这些作物被贴上特殊的“背景”类标签。体系结构和超参数的选择遵循。在第一轮中，定位器模型应用于图像中最大-最小中心方形作物。作物的大小调整到网络输入大小is220×220。单次通过这个网络，我们就可以得到上百个候选日期框。在对重叠阈值为的非最大抑制后，保留评分最高的前10个检测项，并通过21路分类器模型分别通过网络进行分类。最终的检测分数是给定盒子的定位分数乘以分类器在作物周围的最大方形区域上评估的分数的乘积。这些分数通过评估，并用于计算精确查全曲线。首先，我们分析了本地化器在隔离状态下的性能。我们给出了被检测对象的数量，正如Pascal检测标准所定义的那样，与生成的包围框的数量相对比。在图1中，我们展示了使用VOC2012进行训练所获得的结果。此外，我们通过使用图像的最大中心面积(max-center square crop)作为输入以及使用两个尺度(second scale)来给出结果:最大中心面积(max-center crop)的第二个尺度(select3×3windows的大小为图像大小的60%)正如我们所看到的，当使用10个边界框的预算时，我们可以用第一个模型本地化的对象，用第二个模型本地化48%的对象。这显示出比其他报告的结果更好的性能，例如对象度算法达到42%[1]。此外，这个图表显示了在不同分辨率下观察图像的重要性。虽然我们的算法通过使用最大中心作物获得了大量的对象，但当使用更高分辨率的图像作物时，我们获得了额外的提升。进一步，我们用21-way分类器对生成的包围盒进行分类，如上所述。表1列出了VOC 2007的平均精度(APs)。达到的平均AP是，与先进水平相当。注意，我们的运行时间复杂度非常低——我们只使用top10框。示例检测和全精度召回曲线分别如图2和图3所示。值得注意的是，可视化检测是通过仅使用最大中心方形图像裁剪，即使用全图像获得的。然而，我们设法获得了相对较小的对象，例如第二行和第二列的船，以及第三行和第三列的羊。在本工作中，我们提出了一种新的方法来定位图像中的对象，该方法可以预测多个边界框的时间。该方法使用深度卷积神经网络作为基本特征提取和学习模型。它制定了一个能够利用可变数量的groundtruth位置的多箱定位成本。在“一个类一个箱”方法的情况下，对1000个盒子进行非max-suppression，使用与给定图像中感兴趣的DeepMulti-Box方法相同的准则，并学习在未见图像中预测这些位置。我们在VOC2007和ILSVRC-2012这两个具有挑战性的基准上给出了结果，在这两个基准上，所提出的方法具有竞争力。此外，该方法能够很好地预测后续分类器将探测到的位置。我们的结果表明，deepmultibox的方法是可扩展的，甚至可以在两个数据集之间泛化，就能够预测感兴趣的定位，甚至对于它没有训练的类别。此外，它能够捕获同一类物体的多种情况，这是旨在更好地理解图像的算法的一个重要特征。在未来，我们希望能够将定位和识别路径折叠到一个单一的网络中，这样我们就能够在一个通过网络的一次性前馈中提取位置和类标签信息。即使在其当前状态下，双通道过程(本地化网络之后是分类网络)也会产生5-10个网络评估，每个评估的速度大约为1个CPU-sec(现代机器)。重要的是，这个数字并不与要识别的类的数量成线性关系，这使得所提出的方法与类似dpm的方法非常有竞争力。

医学论文中常用统计分析方法的合理选择目前，不少医学论文中的统计分析存在较多的问题。有报道,经两位专家审稿认为可以发表的稿件中,其统计学误用率为90%-95%。为帮助广大医务工作者提高统计分析水平，本文将介绍医学论文中常用统计分析方法的选择原则及应用过程中的注意事项。检验t检验是英国统计学家 1908年根据t分布原理建立起来的一种假设检验方法，常用于计量资料中两个小样本均数的比较。理论上，t检验的应用条件是要求样本来自正态分布的总体，两样本均数比较时，还要求两总体方差相等。但在实际工作中，与上述条件略有偏离，只要其分布为单峰且近似正态分布，也可应用[2]。常用的t检验有如下三类：①单个样本t检验：用于推断样本均数代表的总体均数和已知总体均数有无显著性差别。当样本例数较少（n＜60）且总体标准差未知时，选用t检验；反之当样本例数较多或样本例数较少、总体标准差已知时，则可选用u检验 [3]。②配对样本t检验：适用于配对设计的两样本均数的比较，在选用时应注意两样本是否为配对设计资料。常用的配对设计资料主要有如下三种情况：两种同质受试对象分别接受两种不同的处理；同一受试对象或同一样本的两个部分，分别接受不同的处理；同一受试对象处理前后的结果比较。③两独立样本t检验：又称成组t检验，适用于完全随机设计的两样本均数的比较。与配对t检验不同的是，在进行两独立样本t检验之前，还必须对两组资料进行方差齐性检验。若为小样本且方差齐，则选用t检验；反之若方差不齐，则选用校正t检验（t’检验），或采用数据变换的方法（如取对数、开方、倒数等）使两组资料具有方差齐性后再进行t检验，或采用非参数检验[4]。此外，当两组样本例数较多（n1、n2均＞50）时，这时应用t检验的计算比较繁琐，可选用u检验[5]。 2.方差分析方差分析适用于两组以上计量资料均数的比较，其应用条件是各组资料取自正态分布的总体且各组资料具有方差齐性。因此，在应用方差分析之前，同样和成组t检验一样需要对各组资料进行正态性检验、方差齐性检验。常用的方差分析有如下几类：①完全随机设计的方差分析：主要用于推断完全随机设计的多个样本均数所代表的总体均数之间有无显著性差别。完全随机设计是将观察对象随机分为两组或多组，每组接受一种处理，形成两个或多个样本。②随机区组设计的方差分析：随机区组设计首先是将全部受试对象按某种或某些特性分为若干区组，然后区组内的每个研究对象接受不同的处理，通过这种设计，既可以推断处理因素又可以推断区组因素是否对试验效应产生作用。此外，由于这种设计还使每个区组内研究对象的水平尽可能地相近，减少了个体间差异对研究结果的影响，比成组设计更容易检验出处理因素间的差别。③析因设计的方差分析：将两个或两个以上处理因素的各种浓度水平进行排列组合、交叉分组的试验设计。它不仅可以检验每个因素各水平之间是否有差异，还可以检验各因素之间是否有交互作用，同时还可以找到处理因素的各种浓度水平之间的最佳组合。此外，还有正交设计、拉丁方设计等多种方差分析法，实验者在应用时可以参考相关的统计学著作。目前，某些医学论文中有这样的情况，就是用t 检验代替方差分析对实验数据进行统计学处理，这是不可取的。t 检验只适用于推断两个小样本均数之间有无显著性差别，而采用t 检验对多组均数进行两两比较，会增加犯I 型错误的概率，即可能把本来无差别的两个总体均数判为有差别，使结论的可信度降低[6]。对多个样本均数进行比较时，正确的方法是先进行方差分析，若检验统计量有显著性意义时，再进行多个样本均数的两两（多重）比较。3.卡方检验（χ2检验）χ2检验是一种用途比较广泛的假设检验方法，但是在医学论文中常用于分类计数资料的假设检验，即用于两个样本率、多个样本率、样本内部构成情况的比较，样本率与总体率的比较，某现象的实际分布与其理论分布的比较。但是当样本满足正态近似条件时，如样本例数n与样本率p满足条件np与n（1— p）均大于5，则可以计算假设检验统计量u值来进行判断。常用的χ2检验分为如下几类：①2×2表χ2检验：适用于两个样本率或构成比的比较，在应用时，当整个试验的样本例数n≥40且某个理论频数1≤T＜5时，需对χ2值进行连续性校正。因为T值太小，会导致χ2值增大，易出现假阳性结论。此外，若样本例数n＜40，或有某个T值＜1，此时即使采用校正公式计算的χ2值也有偏差，需要用2×2表χ2检验的确切概率检验法（Fisher确切检验法）。②配对资料χ2检验：适用于配对设计的两个样本率或构成比的比较，即通过单一样本的数据推断两种处理结果有无显著性差别。在应用时，如果甲处理结果为阳性而乙处理结果为阴性的样本例数n1与甲处理结果为阴性而乙处理结果为阳性的样本例数n2之和＜40，需要对计算的χ2值进行校正。③R×C表χ2检验：适用于多个样本率或构成比的比较。在R×C表χ2检验中，若检验统计量有显著性意义时，还需要对多个样本率或构成比进行两两比较，即分割R×C表，使之成为非独立的四格表，并对每两个率之间有无显著性差别作出结论。 2×2表资料在应用时可分为如下几种类型：横断面研究设计的2×2表资料、队列研究设计的2×2表资料、病例-对照研究设计的2×2表资料、配对研究设计的2×2表资料。研究者应注意不同类型的2×2表资料的统计分析方法略有差别，比如在分析队列研究设计的2×2表资料时，如果用χ2公式计算得到P＜，研究者则应再计算相对危险度（RR）并检验总体RR与1之间的差异是否具有统计学意义。此外，在进行R×C表χ2检验时，还有如下两个主要的注意事项：首先，T值最好不要＜5，若有1/5的T值＜5，χ2检验结论是不可靠的，解决的办法有三种：增大样本量；删去T值太小的行和列；将T值太小的行或列与性质相近的邻行或邻列的实际频数合并。其次，不同类型的R×C表资料选择的统计分析方法是不一样。①双向无序的R×C表资料：可以选用一般的χ2公式计算。②单向有序的R×C表资料：如果是原因变量为有序变量的单向有序R×C表资料，可以将其视为双向无序的R×C表资料而选用一般的χ2检验公式计算，但如果是结果变量为有序变量的单向有序R×C表资料，选用的统计分析方法有秩和检验、Radit分析和有序变量的logistic回归分析等。③双向有序且属性不同的R×C表资料：对于这类资料采用的统计分析方法不能一概而论，应根据研究者的分析目而合理选择。如果研究者只关心原因变量与结果变量之间的差异是否具有统计学意义时，此时，原因变量的有序性就显得无关紧要了，可将其视为结果变量为有序变量的单向有序R×C表资料进行分析。如果研究者希望考察原因变量与结果变量之间是否存在线性相关关系，此时需要选用处理定性资料的相关分析方法如Spearman秩相关分析方法等。如果两个有序变量之间的相关关系具有统计学意义，研究者希望进一步了解这两个有序变量之间的线性关系，此时宜选用线性趋势检验。如果研究者希望考察列联表中各行上的频数分布是否相同，此时宜选用一般的χ因此，对于适用参数检验的资料，最好还是用参数检验。秩和检验是最常用的非参数检验，它包括如下几类：①配对资料的符号秩和检验（Wilcoxon配对法）：是配对设计的非参数检验。当n≤25时，可通过秩和检验对实验资料进行分析；当n＞25时，样本例数超出T界值表的范围，可按近似正态分布用u检验对实验资料进行分析。②两样本比较的秩和检验（Wilcoxon Mann-Whitney检验）：适用于比较两样本分别代表的总体分布位置有无差异。如果样本甲的例数为n1，样本乙的例数为n2，且n1＜n2；当n1≤10、n2—n1≤10时，可通过两样本比较的秩和检验对实验资料进行分析；当n1、n2超出T界值表的范围时，同样可按近似正态分布用u检验对实验资料进行分析。③多个样本比较的秩和检验（Wilcoxon Kruskal-Wallis检验）：适用于比较各样本分别代表的总体的位置有无差别，它相当于单因素方差分析的非参数检验，计算方法主要有直接法和频数表法等。此外，在进行上述3类秩和检验（前两类秩和检验实际上已经被u检验替代）时，如果相同秩次较多，则需要对计算的检验统计量进行校正。公式计算。④双向有序且属性相同的R×C表资料：这类资料实际上就是配对设计2×2表资料的延伸，在分析这类资料时，实验者的目的主要是研究两种处理方法检测结果之间是否具有一致性，因此常用的统计分析方法为一致性检验或Kappa检验。4. 非参数检验非参数检验可不考虑总体的参数、分布而对总体的分布或分布位置进行检验。它通常适用于下述资料[2]：①总体分布为偏态或分布形式未知的计量资料(尤其样本例数n＜30时)；②等级资料；③个别数据偏大或数据的某一端无确定的数值；④各组离散程度相差悬殊，即各总体方差不齐。该方法具有适应性强等优点，但同时也损失了部分信息，使得检验效率降低。即当资料服从正态分布时，选用非参数检验法代替参数检验法会增大犯Ⅱ类错误的概率。

绝大多数的论文撰写,均需通过一定数量临床病例(或资料)的观察,研究事物间的相互关系,以探讨客观存在的新规律。如确定新诊断、新治疗等措施是否优于原沿用的方法,就需进行两种方法比较,这就涉及统计处理;统计设计又是整个课题研究设计中一个重要的组成部分。显然,经正确统计处理的结果可信度高,论文的质量也高。

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