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海思如何实现目标检测论文

发布时间:2024-07-07 09:44:08

海思如何实现目标检测论文

论文名称:Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 从Alexnet提出后,作者等人思考如何利用卷积网络来完成检测任务,即输入一张图,实现图上目标的定位(目标在哪)和分类(目标是什么)两个目标,并最终完成了RCNN网络模型。 创新点: RCNN提出时,检测网络的执行思路还是脱胎于分类网络。也就是深度学习部分仅完成输入图像块的分类工作。那么对检测任务来说如何完成目标的定位呢,作者采用的是Selective Search候选区域提取算法,来获得当前输入图上可能包含目标的不同图像块,再将图像块裁剪到固定的尺寸输入CNN网络来进行当前图像块类别的判断。 参考博客: 。 论文题目:OverFeat: Integrated Recognition, Localization and Detection using Convolutional Networks 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 该论文讨论了,CNN提取到的特征能够同时用于定位和分类两个任务。也就是在CNN提取到特征以后,在网络后端组织两组卷积或全连接层,一组用于实现定位,输出当前图像上目标的最小外接矩形框坐标,一组用于分类,输出当前图像上目标的类别信息。也是以此为起点,检测网络出现基础主干网络(backbone)+分类头或回归头(定位头)的网络设计模式雏形。 创新点: 在这篇论文中还有两个比较有意思的点,一是作者认为全连接层其实质实现的操作和1x1的卷积是类似的,而且用1x1的卷积核还可以避免FC对输入特征尺寸的限制,那用1x1卷积来替换FC层,是否可行呢?作者在测试时通过将全连接层替换为1x1卷积核证明是可行的;二是提出了offset max-pooling,也就是对池化层输入特征不能整除的情况,通过进行滑动池化并将不同的池化层传递给后续网络层来提高效果。另外作者在论文里提到他的用法是先基于主干网络+分类头训练,然后切换分类头为回归头,再训练回归头的参数,最终完成整个网络的训练。图像的输入作者采用的是直接在输入图上利用卷积核划窗。然后在指定的每个网络层上回归目标的尺度和空间位置。 参考博客: 论文题目:Scalable Object Detection using Deep Neural Networks 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 既然CNN网络提取的特征可以直接用于检测任务(定位+分类),作者就尝试将目标框(可能包含目标的最小外包矩形框)提取任务放到CNN中进行。也就是直接通过网络完成输入图像上目标的定位工作。 创新点: 本文作者通过将物体检测问题定义为输出多个bounding box的回归问题. 同时每个bounding box会输出关于是否包含目标物体的置信度, 使得模型更加紧凑和高效。先通过聚类获得图像中可能有目标的位置聚类中心,(800个anchor box)然后学习预测不考虑目标类别的二分类网络,背景or前景。用到了多尺度下的检测。 参考博客: 论文题目:DeepBox: Learning Objectness with Convolutional Networks 提出时间:2015年ICCV 论文地址: 主要针对的问题: 本文完成的工作与第三篇类似,都是对目标框提取算法的优化方案,区别是本文首先采用自底而上的方案来提取图像上的疑似目标框,然后再利用CNN网络提取特征对目标框进行是否为前景区域的排序;而第三篇为直接利用CNN网络来回归图像上可能的目标位置。创新点: 本文作者想通过CNN学习输入图像的特征,从而实现对输入网络目标框是否为真实目标的情况进行计算,量化每个输入框的包含目标的可能性值。 参考博客: 论文题目:AttentionNet: AggregatingWeak Directions for Accurate Object Detection 提出时间:2015年ICCV 论文地址: 主要针对的问题: 对检测网络的实现方案进行思考,之前的执行策略是,先确定输入图像中可能包含目标位置的矩形框,再对每个矩形框进行分类和回归从而确定目标的准确位置,参考RCNN。那么能否直接利用回归的思路从图像的四个角点,逐渐得到目标的最小外接矩形框和类别呢? 创新点: 通过从图像的四个角点,逐步迭代的方式,每次计算一个缩小的方向,并缩小指定的距离来使得逐渐逼近目标。作者还提出了针对多目标情况的处理方式。 参考博客: 论文题目:Spatial Pyramid Pooling in Deep Convolutional Networks for Visual Recognition 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 如RCNN会将输入的目标图像块处理到同一尺寸再输入进CNN网络,在处理过程中就造成了图像块信息的损失。在实际的场景中,输入网络的目标尺寸很难统一,而网络最后的全连接层又要求输入的特征信息为统一维度的向量。作者就尝试进行不同尺寸CNN网络提取到的特征维度进行统一。创新点: 作者提出的SPPnet中,通过使用特征金字塔池化来使得最后的卷积层输出结果可以统一到全连接层需要的尺寸,在训练的时候,池化的操作还是通过滑动窗口完成的,池化的核宽高及步长通过当前层的特征图的宽高计算得到。原论文中的特征金字塔池化操作图示如下。 参考博客 : 论文题目:Object detection via a multi-region & semantic segmentation-aware CNN model 提出时间:2015年 论文地址: 针对问题: 既然第三篇论文multibox算法提出了可以用CNN来实现输入图像中待检测目标的定位,本文作者就尝试增加一些训练时的方法技巧来提高CNN网络最终的定位精度。创新点: 作者通过对输入网络的region进行一定的处理(通过数据增强,使得网络利用目标周围的上下文信息得到更精准的目标框)来增加网络对目标回归框的精度。具体的处理方式包括:扩大输入目标的标签包围框、取输入目标的标签中包围框的一部分等并对不同区域分别回归位置,使得网络对目标的边界更加敏感。这种操作丰富了输入目标的多样性,从而提高了回归框的精度。 参考博客 : 论文题目:Fast-RCNN 提出时间:2015年 论文地址: 针对问题: RCNN中的CNN每输入一个图像块就要执行一次前向计算,这显然是非常耗时的,那么如何优化这部分呢? 创新点: 作者参考了SPPNet(第六篇论文),在网络中实现了ROIpooling来使得输入的图像块不用裁剪到统一尺寸,从而避免了输入的信息丢失。其次是将整张图输入网络得到特征图,再将原图上用Selective Search算法得到的目标框映射到特征图上,避免了特征的重复提取。 参考博客 : 论文题目:DeepProposal: Hunting Objects by Cascading Deep Convolutional Layers 提出时间:2015年 论文地址: 主要针对的问题: 本文的作者观察到CNN可以提取到很棒的对输入图像进行表征的论文,作者尝试通过实验来对CNN网络不同层所产生的特征的作用和情况进行讨论和解析。 创新点: 作者在不同的激活层上以滑动窗口的方式生成了假设,并表明最终的卷积层可以以较高的查全率找到感兴趣的对象,但是由于特征图的粗糙性,定位性很差。相反,网络的第一层可以更好地定位感兴趣的对象,但召回率降低。 论文题目:Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks 提出时间:2015年NIPS 论文地址: 主要针对的问题: 由multibox(第三篇)和DeepBox(第四篇)等论文,我们知道,用CNN可以生成目标待检测框,并判定当前框为目标的概率,那能否将该模型整合到目标检测的模型中,从而实现真正输入端为图像,输出为最终检测结果的,全部依赖CNN完成的检测系统呢? 创新点: 将当前输入图目标框提取整合到了检测网络中,依赖一个小的目标框提取网络RPN来替代Selective Search算法,从而实现真正的端到端检测算法。 参考博客 :

Since we combine region proposals   with CNNs, we call our method R-CNN: Regions with CNN features. 下面先介绍R-CNN和Fast R-CNN中所用到的边框回归方法。 为什么要做Bounding-box regression? 如上图所示,绿色的框为飞机的Ground Truth,红色的框是提取的Region Proposal。那么即便红色的框被分类器识别为飞机,但是由于红色的框定位不准(IoU<),那么这张图相当于没有正确的检测出飞机。如果我们能对红色的框进行微调,使得经过微调后的窗口跟Ground Truth更接近,这样岂不是定位会更准确。确实,Bounding-box regression 就是用来微调这个窗口的。 那么经过何种变换才能从图11中的窗口P变为窗口呢?比较简单的思路就是: 注意:只有当Proposal和Ground Truth比较接近时(线性问题),我们才能将其作为训练样本训练我们的线性回归模型,否则会导致训练的回归模型不work(当Proposal跟GT离得较远,就是复杂的非线性问题了,此时用线性回归建模显然不合理)。这个也是G-CNN: an Iterative Grid Based Object Detector多次迭代实现目标准确定位的关键。 PASCAL VOC为图像识别和分类提供了一整套标准化的优秀的数据集,从2005年到2012年每年都会举行一场图像识别challenge。模型详解 RCNN全程就是Regions with CNN features,从名字也可以看出,RCNN的检测算法是基于传统方法来找出一些可能是物体的区域,再把该区域的尺寸归一化成卷积网络输入的尺寸,最后判断该区域到底是不是物体,是哪个物体,以及对是物体的区域进行进一步回归的微微调整(与深度学习里的finetune去分开,我想表达的就只是对框的位置进行微微调整)学习,使得框的更加准确。        正如上面所说的,RCNN的核心思想就是把图片区域内容送给深度网络,然后提取出深度网络某层的特征,并用这个特征来判断是什么物体(文章把背景也当成一种类别,故如果是判断是不是20个物体时,实际上在实现是判断21个类。),最后再对是物体的区域进行微微调整。实际上文章内容也说过用我之前所说的方法(先学习分类器,然后sliding windows),不过论文用了更直观的方式来说明这样的消耗非常大。它说一个深度网络(alexNet)在conv5上的感受野是195×195,按照我的理解,就是195×195的区域经过五层卷积后,才变成一个点,所以想在conv5上有一个区域性的大小(7×7)则需要原图为227×227,这样的滑窗每次都要对这么大尺度的内容进行计算,消耗可想而知,故论文得下结论,不能用sliding windows的方式去做检测(消耗一次用的不恰当,望各位看官能说个更加准确的词)。不过论文也没有提为什么作者会使用先找可能区域,再进行判断这种方式,只是说他们根据09年的另一篇论文[1],而做的。这也算是大神们与常人不同的积累量吧。中间的深度网络通过ILSVRC分类问题来进行训练,即利用训练图片和训练的分类监督信号,来学习出这个网络,再根据这个网络提取的特征,来训练21个分类器和其相应的回归器,不过分类器和回归器可以放在网络中学习,R-CNN 模型如果要拟人化比喻,那 R-CNN 肯定是 Faster R-CNN 的祖父了。换句话说,R-CNN 是一切的开端。 R-CNN,或称 Region-based Convolutional Neural Network,其工作包含了三个步骤: 1.借助一个可以生成约 2000 个 region proposal 的「选择性搜索」(Selective Search)算法,R-CNN 可以对输入图像进行扫描,来获取可能出现的目标。 2.在每个 region proposal 上都运行一个卷积神经网络(CNN)。 3.将每个 CNN 的输出都输入进:a)一个支持向量机(SVM),以对上述区域进行分类。b)一个线性回归器,以收缩目标周围的边界框,前提是这样的目标存在。 下图具体描绘了上述 3 个步骤:Abstract :                  R-CNN的两个贡献:卷积层的能力很强,可以遍历候选区域达到精确的定位。2.当有标签的数据很少的时候,我们可以事前进行有标签(别的数据集上?)的预训练作为辅助任务,然后对特定的区域进行微调。Introduction:                 这篇文章最开始是在PASCAL VOC上在图像分类和目标检测方面取得了很好的效果。                为了达到很好的效果,文章主要关注了两个问题:1.用深层网络进行目标的定位。2.如何用少量的带标签的检测数据来训练模型                 对于 对一个问题目标定位 ,通常有两个思路可以走:                      1.把定位看成回归问题。效果不是很好。                      2.建立划窗检测器。                 CNN一直采用建立划窗这个方式,但是也只是局限于人脸和行人的检测问题上。               本文使用了五个卷积层(感受野食195*195),在输入时移动步长是32*32。               除此之外,对于定位问题,我们采用区域识别的策略。                在测试阶段,本文的方法产生了大约2000个类别独立的候选区域作为cnn的输入。然           后得到一个修正后的特征向量。然后对于特定的类别用线性SVM分类器分类。我们用简             单的方法(放射图像变形)来将候选区域变成固定大小。                   对于第二个缺少标签数据的问题                     目前有一个思路就是无监督的预训练,然后再加入有监督的微调。                    作为本文最大的贡献之二:在ILSVRC数据集上,我们先进行有监督的预训练。然                  后我们在PASCAL这个小数据集上我们进行特定区域的微调。在我们的实验中,微调                  可以提升8%的mAP。                     本文的贡献;效率高                      仅仅是特别类别的计算是合乎情理的矩阵运算,和非极大值抑制算法。他们共享权                值,并且都是低维特征向量。相比于直接将区域向量作为输入,维数更低。                本文方法处理能实现目标检测,还以为实现语义分割。 2.用R-CNN进行目标检测:             有3个Model:            (1)产生独立的候选区域。            (2)CNN产生固定长度的特征向量。             (3)针对特别类别的一群svm分类器。 模块的设计 候选区域:                   之前有大量的文章都提过如果产生候选区域。本文采用SS(selective search )方法。参考文献【34】+【36】 特征抽取:                 对于每个候选区域,我们采用cnn之后得到4096维向量。 测试阶段的检测               在测试阶段,我们用选择性搜素的方式在测试图片上选取了2000个候选区域,如上图所示的步骤进行。 运行时间分析: 总之当时相比很快。 训练模型 有监督的预训练: 我们使用了大量的ILSVRC的数据集来进行预训练CNN,但是这个标签是图片层的。换句话说没有带边界这样的标签。 特定区域的微调: 我们调整VOC数据集的候选区域的大小,并且我们把ImageNet上午1000类,变成了21类(20个类别+1个背景)。我们把候选区域(和真实区域重叠的)大于的标记为正数,其他的标记为负数。然后用32个正窗口和96个负窗口组成128的mini-batch。 目标类别分类器:         对于区域紧紧的包括着目标的时候,这肯定就是正样本。对于区域里面全部都是背景的,这也十分好区分就是负样本。但是某个区域里面既有目标也有背景的时候,我们不知道如歌标记。本文为了解决这个,提出了一个阈值:IoU覆盖阈值,小于这个阈值,我们标记为负样本。大于这个阈值的我们标记为正样本。我们设置为。这个是一个超参数优化问题。我们使用验证集的方法来优化这个参数。然而这个参数对于我们的最后的性能有很大的帮助。         一旦,我们得到特征向量。因为训练数据太大了。我们采用standard hard negative mining method(标准难分样本的挖掘)。这个策略也是的收敛更快。 Results on PASCAL VOC 201012 . Visualization, ablation, and modes of error . Visualizing learned features      提出了一个非参数的方法,直接展现出我们的网络学习到了什么。这个想法是将一个特定的单元(特性)放在其中使用它,就好像它自己是一个对象检测器正确的。具体方法就是:我们在大量候选区域中,计算每个单元的激励函数。按从最高到最低排序激活输出,执行非最大值抑制,然后显示得分最高的区域。我们的方法让选定的单元“为自己说话”通过显示它所触发的输入。我们避免平均为了看到不同的视觉模式和获得洞察力为单位计算的不变性。我们可以看到来着第五个maxpooling返回的区域。第五层输出的每一个单元的接受野对应输出227*227的其中的195*195的像素区域。所以中心那个点单元有全局的视觉。. Ablation studies 实际上ablation study就是为了研究模型中所提出的一些结构是否有效而设计的实验。比如你提出了某某结构,但是要想确定这个结构是否有利于最终的效果,那就要将去掉该结构的网络与加上该结构的网络所得到的结果进行对比,这就是ablation study。 Performance layer-by-layer, without fine-tuning. 我们只观察了最后三层Performance layer-by-layer, with fine-tuning. 微调之后,fc6和fc7的性能要比pool5大得多。从ImageNet中学习的pool5特性是一般的,而且大部分的提升都是从在它们之上的特定领域的非线性分类器学习中获得的。Comparison to recent feature learning methods.              见上图 . Detection error analysis           CNN的特征比HOG更加有区分。. Bounding box regression 有了对错误的分析,我们加入了一种方法来减少我们的定位错误。我们训练了一个线性的回归模型HOG和SIFT很慢。但是我们可以由此得到启发,利用有顺序等级和多阶段的处理方式,来实现特征的计算。生物启发的等级和移不变性,本文采用。但是缺少有监督学习的算法。使得卷积训练变得有效率。第一层的卷积层可以可视化。 【23】本文采用这个模型,来得到特征向量  ImageNet Large Scale Visual Recognition Competition用了非线性的激励函数,以及dropout的方法。【34】直接将区域向量作为输入,维数较高。IoU覆盖阈值=,而本文设置为,能提高5个百分点。产生候选区域的方式:selective search 也是本文所采取的方式是结合【34】+【36】。【5】产生候选区域的方式为:限制参数最小割bounding box regression HOG-based DPM文章中的对比试验。缩略图概率。[18][26][28]文章中的对比试验。

论文格式检测如何实现的

1、字数。一篇论文首先要检测的当然是字数,只有字数满足文章要求才会进行下一步的检测。一般来说, 本科毕业论文的字数应达到5000字以上,硕士毕业论文的字数应达到3万字以上,博士生论文的字数应达到5万字以上,随着学历升高字数数量的要求也更高。2、论文文档。论文撰写首选使用word文档,方便检测查重和查看。3、论文内容具体格式。例如查看文献的排写需要根据论文撰写要求来做。PaperFree为用户人性化完美实现了“免费论文检测—在线实时改重—全面再次论文检测—顺利通过论文检测“的整个全过程。

为了防止和打击学术不端行为,高校对论文的撰写和检测有一定的要求,这也是我们在撰写论文和检测论文时必须遵守的。那么论文检测要求有哪些?paperfree小编给大家讲解。 1.首先是字数的要求。一般来说,本科毕业论文的字数应该在5000字以上,而硕士毕业论文的字数应该在3万字以上,博士生的要求更严格,论文的字数应该在5万字以上,这是论文检测必须实现的。 2.在论文文档的格式方面,目前大多数论文检测系统在检测论文时都需要word文档。因此,建议您在撰写论文时使用此格式。虽然其他格式可以转换为word格式,但可能会对论文的具体内容产生一定的影响。 3.此外,还涉及论文具体内容的格式,如目录应自动生成、目录一词应单独列出并占用一行;参考文献应设置序列号,不同类型的参考文献应按相关要求列出。 4.为了保证论文检测的可靠性,建议您选择安全可信的论文检测系统。同时,论文检测系统还需要有足够丰富的数据库和先进科学的查重算法,以实现论文内容的准确识别和比较。 5.除上述内容外,论文检测系统对查重字数也有一定限制。如果超过字数,可能需要分段上传。

对于大学院校来说,一般都会详细要求应届毕业生写作毕业论文的相关要求,随着如今对学术不端行为越来越严格的规范要求,大学院校也是更加严格了对毕业论文的重复率合格标准。而大学院校通常会有与论文查重系统开展合作,并且通常会免费提供给毕业生有限的论文查重次数,因此大家可以使用校内的论文查重系统检测自己的论文重复率。然后大家需要了解自己学校园是使用什么论文查重系统,对此系统进行一个了解,以便于能够修改好自己的论文顺利通过论文查重。绝大多数高校都是使用知网论文查重系统,自己提前查重的时候,要选择跟自己论文类型一致的查重入口提交检测。比如说本科论文选择知网pmlc论文查重入口。硕博论文就选择知网论文查重入口,这样检测出来的论文重复率结果才是最为精准的。论文的查重率=重复的字数/论文的总字数*100%,高校大致上规定的本科论文查重率合格率标准是在25%以内,硕士论文查重率合格标准一般是要求在15%以内,博士论文查重率通常是在5%的范围内合格。大家自己提前检测论文初稿的话可以使用性价比较高的PaperPP论文查重系统,定稿时再使用价格昂贵的知网查重系统。

毕业论文在进行查重前,肯定要找到一个合适的论文查重系统,如果论文查重系统没有选择好,那么之后的检测结果可能就不准确,同时后续对论文进行修改降重可能也是白费力气。一个好的论文查重系统主要看2点,首先是安全性,其次是准确性,找到论文查重系统后提交论文内容进行检测,之后出报告后对照重复部分进行修改,这样就是一个完整的查重过程。

目标检测论文如何证明数据真实性

评审员都是各个领域的一些专家学者,审阅论文时候就相当于把你的研究思路、实验过程简单介绍了一遍,很容易从这一过程中看出你的数据是否真实合理。具体也看审稿人的责任心和专业性,如果审稿人对数据真实性有怀疑,会要求作者提供原始数据。有些期刊投稿的时候就需要作者提供原始数据。即使研究对象有代表性,抽样可靠,也不能保证从研究对象获得的数据是可靠的。数据是如何获得的,问卷调查、工具测量(如血压计、各种仪器等)都是各种获得数据的方式,你得保证这些数据的获得是可靠的。数据和研究对象就像是毛和皮的关系,数据获取自研究对象。然而,数据获取需要一定的手段和方式。有一些相对容易,比如测量身高、体重,测血压、血糖等。一般只要仪器准确,测得数据也较为可靠。有些则不是这么容易的,事实上,大多数的数据并不是通过仪器获得的,而是通过问卷和量表。比如吸烟、研究、行为、运动、饮食等各种因素,都需要利用问卷来获得。这就牵扯到一个问题,你如何保证调查的数据是可靠的。这里面涉及的问题较多,比如,如何设计一个合理的问卷,如何有效地进行调查。这都是有技巧的。我个人做统计分析十多年,见过各种各样的数据,深知其中数据质量的重要性。获取一份可靠、真实的数据,实属不易,绝不是简单地问几个问题、测量几个指标这么容易。我给别人分析数据时,绝大多数情况下,总能在分析过程中,发现数据本身存在问题,比如缺失、异常、录入错误,等等。只能说,数据不易,且获且珍惜。

从哪些方面验证需求的正确性 需求分析阶段的工作结果是开发系统的重要基础,大量统计数字表明,系统中 15% 的错误起源于错误的需求。为了提高质量,确保开发成功,降低开发成本,一旦对目标系统提出一组要求之后,必须严格验证这些需求的正确性。一般说来,应该从下述 4 个方面进行验证: (1) 一致性 所有需求必须是一致的,任何一条需求不能和其他需求互相矛盾。 (2) 完整性 需求必须是完整的,规格说明书应该包括用户需要的每一个功能或性能。 (3) 现实性 指定的需求应该是用现有的硬件技术和技术基本上可以实现的。对硬件技术的进步可以做些预测,对技术的进步则很难做出预测,只能从现有技术水平出发判断需求的现实性。 (4) 有效性 必须证明需求是正确有效的,确实能解决用户面对的问题。 验证需求的方法 1. 验证需求的一致性 当需求分析的结果是用自然语言书写的时候,除了靠人工技术审查验证系统规格说明书的正确性之外,目前还 没有其他更好的 “ 测试 ” 方法。但是,这种非形式化的规格说明书是难于验证的,特别在目标系统规模庞大、规格说 明书篇幅很长的时候,人工审查的效果是没有保证的,冗余、遗漏和不一致等问题可能没被发现而继续保留下来,以致开发工作不能在正确的基础上顺利进行。 为了克服上述困难,人们提出了形式化的描述需求的方法。当需求规格说明书是用形式化的需求 陈述语言书写的时候,可以用工具验证需求的一致性,从而能有效地保证需求的一致性。 2. 验证需求的现实性 为了验证需求的现实性,分析员应该参照以往开发类似系统的经验,分析用现有的软、硬件技术实现目标 系统的可能性。必要的时候应该采用仿真或性能模拟技术,辅助分析需求规格说明书的现实性。 3. 验证需求的完整性和有效性 只有目标系统的用户才真正知道需求规格说明书是否完整、准确地描述了他们的需求。因此,检验需 求的完整性,特别是证明系统确实满足用户的实际需要 (即,需求的有效性 ) ,只有在用户的密切合作下才能 完成。然而许多用户并不能清楚地认识到他们的需要 ( 特别在要开发的系统是全新的,以前没有使用类似系统的经验时,情况更是如此 ) ,不能有效地比较陈述需 求的语句和实际需要的功能。只有当他们有某种工作着的系统可以实际使用和评价时,才能完整确切 地提出他们的需要。 理想的做法是先根据需求分析的结果开发出一个系统,请用户试用一段时间以便能认识到他们的实际需要是什么,在此基础上再写出正式的 “ 正确的 ” 规格说明书。但是,这种做法将使成本增加一倍,因此实际上几乎不可 能采用这种方法。使用原型系统是一个比较现实的替代方法,开发原型系统所需要的成本和时间可以大大少于开发 实际系统所需要的。用户通过试用原型系统,也能获得许多宝贵的经验,从而可以提出更符合实际的要求。

论文查重报告怎么验证?学术不端检测系统是现在非常出名的论文检测系统,很多高等院校和期刊机构都会提出论文用户用知网论文查重论文,其实知网的官网论文查重系统只有一个,很多论文用户在互联网看到的很多所谓的知网官网论文查重系统,其实都是假的,伪造知网论文查重,那知网的查重是如何验证真伪的呢?很多有一定了解知网论文查重的论文用户都知道,论文用户通过知网查重官网进行论文检测后,知网查重官网会提供一份论文检测报告,并且每一份知网论文检测报告都会有一个报告编号,通过这个报告编号来验证知网论文查重的真伪。论文检测用户进行知网论文查重验证真伪要将报告编号,拷贝到知网查重官网的知网验证入口,进行验证,知网查重官网会显示信息检测类型、总文字复制比、检测时间的信息,正规靠谱知网论文查重系统显示信息的检测时间是精确到秒的,如果显示信息的检测类型、总文字复制比、检测时间的信息与知网论文查重报告上是一致的,说明用的是正规靠谱的知网论文查重系统。很多论文用户在进行知网论文查重验证真伪后,发现使用的是假冒的知网论文查重系统,那这些论文用户这次的知网论文查重就是白费了,不仅浪费了检测费用还浪费了时间,所以论文用户在选择知网论文查重系统时一定要格外小心,一定不能选择免费的知网查重入口,一定选择带有“知网个人论文查重”字样的论文检测入口,不正规靠谱知网查重入口的检测费用全部较贵,而知网论文查重系统是对个人论文查重用户开放论文查重入口,价格是元一千字。

如何发表目标检测论文

个人发表论文的渠道无非就两种,第一种是自己投稿发表,第二种是需要中介代理投稿。两种方式各有利弊,可以根据自身需求来选择。第一种自己投稿发表,比较适合自己有投稿经验的朋友,时间相对比较宽裕,一般自己投稿建议提前1年以上的时间准备。对知网和数据库有一定了解和操作基础。有以上条件的话 相对自己投稿是比较顺利的第二种中介代理投稿,比较适合着急发表的朋友,因为可以根据你的需求快速的确定符合你条件的期刊,会省去大量的时间。不过因为机构参差不齐,导致很多不法分子在其中坑蒙拐,所以需要鉴别真伪的能力。和对期刊鉴别真刊方法。

运动目标检测与跟踪算法研究 视觉是人类感知自身周围复杂环境最直接有效的手段之一, 而在现实生活中 大量有意义的视觉信息都包含在运动中,人眼对运动的物体和目标也更敏感,能 够快速的发现运动目标, 并对目标的运动轨迹进行预测和描绘。 随着计算机技术、 通信技术、图像处理技术的不断发展,计算机视觉己成为目前的热点研究问题之 一。 而运动目标检测与跟踪是计算机视觉研究的核心课题之一, 融合了图像处理、 模式识别、人工智能、自动控制、计算机等众多领域的先进技术,在军事制导、 视觉导航、视频监控、智能交通、医疗诊断、工业产品检测等方面有着重要的实 用价值和广阔的发展前景。 1、国内外研究现状 运动目标检测 运动目标检测是指从序列图像中将运动的前景目标从背景图像中提取出来。 根据运动目标与摄像机之间的关系, 运动目标检测分为静态背景下的运动目标检 测和动态背景下的运动目标检测。 静态背景下的运动目标检测是指摄像机在整个 监视过程中不发生移动; 动态背景下的运动目标检测是指摄像机在监视过程中发 生了移动,如平动、旋转或多自由度运动等。 静态背景 静态背景下的运动目标检测方法主要有以下几种: (1)背景差分法 背景差分法是目前最常用的一种目标检测方法, 其基本思想就是首先获得一个 背景模型,然后将当前帧与背景模型相减,如果像素差值大于某一阈值,则判断 此像素属于运动目标,否则属于背景图像。利用当前图像与背景图像的差分来检 测运动区域,一般能够提供比较完整的特征数据,但对于动态场景的变化,如光 照和外来无关事件的干扰等特别敏感。 很多研究人员目前都致力于开发不同的背 景模型,以减少动态场景变化对运动目标检测的影响。背景模型的建立与更新、 阴影的去除等对跟踪结果的好坏至关重要。 背景差分法的实现简单,在固定背景下能够完整地精确、快速地分割出运动 对象。不足之处是易受环境光线变化的影响,需要加入背景图像更新机制,且只 对背景已知的运动对象检测比较有效, 不适用于摄像头运动或者背景灰度变化很 大的情况。 (2)帧间差分法 帧间差分法是在连续的图像序列中两个或三个相邻帧间, 采用基于像素的时 间差分并阈值化来提取图像中的运动区域。 帧间差分法对动态环境具有较强的自 适应性,但一般不能完全提取出所有相关的特征像素点,在运动实体内部容易产 生空洞现象。因此在相邻帧间差分法的基础上提出了对称差分法,它是对图像序 列中每连续三帧图像进行对称差分,检测出目标的运动范围,同时利用上一帧分 割出来的模板对检测出来的目标运动范围进行修正, 从而能较好地检测出中间帧 运动目标的形状轮廓。 帧间差分法非常适合于动态变化的环境,因为它只对运动物体敏感。实际上 它只检测相对运动的物体,而且因两幅图像的时间间隔较短,差分图像受光线 变化影响小,检测有效而稳定。该算法简单、速度快,已得到广泛应用。虽然该 方法不能够完整地分割运动对象,只能检测出物体运动变化的区域,但所检测出 的物体运动信息仍可用于进一步的目标分割。 (3)光流法 光流法就充分的利用了图像自身所携带的信息。在空间中,运动可以用运动 场描述,而在一个图像平面上,物体的运动往往是通过图像序列中图像灰度分布 的不同来体现,从而使空间中的运动场转移到图像上就表示为光流场。所谓光流 是指空间中物体被观测面上的像素点运动产生的瞬时速度场, 包含了物体表面结 构和动态行为等重要信息。 基于光流法的运动目标检测采用了运动目标随时间变 化的光流特性,由于光流不仅包含了被观测物体的运动信息,还携带了物体运动 和景物三位结构的丰富信息。 在比较理想的情况下,它能够检测独立运动的对象, 不需要预先知道场景的任何信息,可以很精确地计算出运动物体的速度,并且可 用于动态场景的情况。 但是大多数光流方法的计算相当复杂,对硬件要求比较高, 不适于实时处理,而且对噪声比较敏感,抗噪性差。并且由于遮挡、多光源、透明 性及噪声等原因,使得光流场基本方程——灰度守恒的假设条件无法满足,不能 正确求出光流场,计算方也相当复杂,计算量巨大,不能满足实时的要求。 动态背景 动态背景下的运动目标检测由于存在着目标与摄像机之间复杂的相对运动, 检测方法要比静态背景下的运动目标检测方法复杂。常用的检测方法有匹配法、 光流法以及全局运动估计法等。 2、运动目标跟踪 运动目标跟踪是确定同一物体在图像序列的不同帧中的位置的过程。 近年来 出现了大批运动目标跟踪方法,许多文献对这些方法进行了分类介绍,可将目标 跟踪方法分为四类:基于区域的跟踪、基于特征的跟踪、基于活动轮廓的跟踪、 基于模型的跟踪,这种分类方法概括了目前大多数跟踪方法,下面用这种分类方 法对目前的跟踪方法进行概括介绍。 (1)基于区域的跟踪 基于区域的跟踪方法基本思想是: 首先通过图像分割或预先人为确定提取包 含目标区域的模板,并设定一个相似性度量,然后在序列图像中搜索目标,把度 量取极值时对应的区域作为对应帧中的目标区域。 由于提取的目标模板包含了较 完整的目标信息,该方法在目标未被遮挡时,跟踪精度非常高,跟踪非常稳定, 但通常比较耗时,特别是当目标区域较大时,因此一般应用于跟踪较小的目标或 对比度较差的目标。该方法还可以和多种预测算法结合使用,如卡尔曼预测、粒 子预测等,以估计每帧图像中目标的位置。近年来,对基于区域的跟踪方法关注 较多的是如何处理运动目标姿态变化引起的模板变化时的情况以及目标被严重 遮挡时的情况。 (2)基于特征的跟踪 基于特征的跟踪方法基本思想是:首先提取目标的某个或某些局部特征,然 后利用某种匹配算法在图像序列中进行特征匹配,从而实现对目标的跟踪。该方 法的优点是即使目标部分被遮挡,只要还有一部分特征可以被看到,就可以完成 跟踪任务,另外,该方法还可与卡尔曼滤波器结合使用,实时性较好,因此常用 于复杂场景下对运动目标的实时、 鲁棒跟踪。 用于跟踪的特征很多, 如角点边缘、 形状、纹理、颜色等,如何从众多的特征中选取最具区分性、最稳定的特征是基 于特征的跟踪方法的关键和难点所在。 (3)基于活动轮廓的跟踪 基于活动轮廓的跟踪方法基本思想是:利用封闭的曲线轮廓表达运动目标, 结合图像特征、曲线轮廓构造能量函数,通过求解极小化能量实现曲线轮廓的自 动连续更新,从而实现对目标的跟踪。自Kass在1987年提出Snake模型以来,基 于活动轮廓的方法就开始广泛应用于目标跟踪领域。相对于基于区域的跟踪方 法,轮廓表达有减少复杂度的优点,而且在目标被部分遮挡的情况下也能连续的 进行跟踪,但是该方法的跟踪结果受初始化影响较大,对噪声也较为敏感。 (4)基于模型的跟踪 基于模型的跟踪方法基本思想是: 首先通过一定的先验知识对所跟踪目标建 立模型,然后通过匹配跟踪目标,并进行模型的实时更新。通常利用测量、CAD 工具和计算机视觉技术建立模型。主要有三种形式的模型,即线图模型、二维轮 廓模型和三维立体模型口61,应用较多的是运动目标的三维立体模型,尤其是对 刚体目标如汽车的跟踪。该方法的优点是可以精确分析目标的运动轨迹,即使在 目标姿态变化和部分遮挡的情况下也能够可靠的跟踪, 但跟踪精度取决于模型的 精度,而在现实生活中要获得所有运动目标的精确模型是非常困难的。 目标检测算法,至今已提出了数千种各种类型的算法,而且每年都有上百篇相 关的研究论文或报告发表。尽管人们在目标检测或图像分割等方面做了许多研 究,现己提出的分割算法大都是针对具体问题的,并没有一种适合于所有情况的 通用算法。 目前, 比较经典的运动目标检测算法有: 双帧差分法、 三帧差分法(对 称差分法)、背景差法、光流法等方法,这些方法之间并不是完全独立,而是可 以相互交融的。 目标跟踪的主要目的就是要建立目标运动的时域模型, 其算法的优劣直接影响 着运动目标跟踪的稳定性和精确度, 虽然对运动目标跟踪理论的研究已经进行了 很多年,但至今它仍然是计算机视觉等领域的研究热点问题之一。研究一种鲁棒 性好、精确、高性能的运动目标跟踪方法依然是该研究领域所面临的一个巨大挑 战。基于此目的,系统必须对每个独立的目标进行持续的跟踪。为了实现对复杂 环境中运动目标快速、稳定的跟踪,人们提出了众多算法,但先前的许多算法都 是针对刚体目标,或是将形变较小的非刚体近似为刚体目标进行跟踪,因而这些 算法难以实现对形状变化较大的非刚体目标的正确跟踪。 根据跟踪算法所用的预 测技术来划分,目前主要的跟踪算法有:基于均值漂移的方法、基于遗传算法的 方法、基于Kalman滤波器的方法、基于Monto Carlo的方法以及多假设跟踪的方 法等。 运动检测与目标跟踪算法模块 运动检测与目标跟踪算法模块 与目标跟踪 一、运动检测算法 1.算法效果 算法效果总体来说,对比度高的视频检测效果要优于对比度低的视频。 算法可以比较好地去除目标周围的浅影子,浅影的去除率在 80%以上。去影后目标的 完整性可以得到较好的保持,在 80%以上。在对比度比较高的环境中可以准确地识别较大 的滞留物或盗移物。 从对目标的检测率上来说,对小目标较难进行检测。一般目标小于 40 个像素就会被漏 掉。对于对比度不高的目标会检测不完整。总体上来说,算法在对比度较高的环境中漏检率 都较低,在 以下,在对比度不高或有小目标的场景下漏检率在 6%以下。 精细运动检测的目的是在较理想的环境下尽量精确地提取目标的轮廓和区域, 以供高层 进行应用。同时在分离距离较近目标和进行其它信息的进一步判断也具有一定的优势。 反映算法优缺点的详细效果如下所示: 去影子和完整性 效果好 公司内视频 左边的为去影前,右边的 为去影后的结果,可以看出在 完整 性和去影率上 都有所 突 出。 这两个视频的共周特点 城市交通 是,影子都是浅影子,视频噪 声不太明显。目标与背景的对 比度比较高。 效果差 这两个视频的特点是影子 都是深影子。虽然影子没有去 掉,但是物体的完整性是比较 高的。主要原因就是场景的对 路口,上午 十点 比度比较高。 滞留物检测和稳定性 效果好 会议室盗移 效果好的原因,一是盗移或 滞留目标与背景对比度较大,二 是目标本身尺寸较大。 另外盗移物或滞留物在保持 各自的状态期间不能受到光照变 化或其它明显运动目标的干扰, 要不然有可能会造成判断的不稳 定。 效果差 会议室 遗留 物 大部分时间内,滞留的判断 都是较稳定的,但是在后期出现 了不稳定。主要原因是目标太小 的原故。 因此在进行滞留物判断时, 大目标,对比度较高的环境有利 于判断的稳定性和准确性。 漏检率 效果好 城市交通 在对比度高的环境下, 目标相对都较大的情况下 (大于 40 个像素) 可以很 , 稳定的检测出目标。 在这种 条件下的漏检率通常都是 非常低的,在 以下。 效果差 行人-傍晚 和“行人”目录下 的 其 它 昏 暗 条件 下的视频 在对 比度较低的 情况 下,会造成检测结果不稳 定。漏检率较高。主要原因 是由于去影子造成的。 这种 对比度下的漏检率一般在 6%以下。 除了 对比度低是 造成 漏检的原因外, 过小的目标 也会造成漏检,一般是 40 个像素以下的目标都会被 忽略掉。 算法效率内存消耗(单位:b) .MD_ISRAM_data .MD_ISRAM_bss .MD_SDRAM_data 0x470 0x24 0x348 .MD_SDRAM_bss .MD_text 0x1a8480 0x6d40 速度 ms 运动区域占 2/3 左右时 CPU 占用率 一帧耗时 Max:57% Min: Avg: Max:23 Min: Avg:15 运动区域占 1/3 左右时 Max:45% Min: Avg:20% Max:18 Min: Avg:8 检测参数说明 检测参数说明 检测到的滞留物或盗走物的消失时间目前分别设定在 200 帧和 100 帧, 可以通过参数来 自行调整。 目前目标与背景的差异是根据局部光照强度所决定的, 范围在 4 个像素值以上。 目前参 数设置要求目标大小要在 20 个像素以上才能被检测到,可以通过参数来自行调整。 目标阴影的去除能力是可以调整的, 目前的参数设置可以去除大部分的浅影子和较小的 光照变化。 适用环境推荐光照条件较好(具有一定的对比度)的室内环境或室外环境。不易用它去检测过小的目 标,比如小于 40 个像素的目标。室外环境不易太复杂。输出目标为精细轮廓目标,可以为 后面高层应用提供良好的信息。 二、目标跟踪 稳定运行环境要求此版本跟踪算法与运动检测算法紧密结合, 对相机的架设和视频的背景环境和运动目标 数量运动方式有一定要求: 背景要求: 由于运动跟踪是基于运动检测的结果进行的, 所以对背景的要求和运动检测一样, 背景要求: 运动目标相对于背景要有一定反差。 运动目标:由于运动检测中,对较小的目标可能过滤掉。所以运动目标的大小要符合运动检 运动目标: 测的要求。运动目标的速度不能太大,要保证前后帧运动目标的重合面积大于 10 个像素。此阈值可修改(建议不要随意修改,过小,可能把碎片当成原目标分 裂出来的小目标,过大,可能失去跟踪。当然可试着调节以适应不同场景)。该 算法对由于运动检测在地面上产生的碎片抗干扰性比较差, 运动目标和碎片相遇 时,容易发生融合又分离的现象,造成轨迹混乱。消失目标和新生目标很容易当 成同一目标处理,所以可能出现一个新目标继承新生目标的轨迹。 运动方式: 运动目标的最大数量由外部设定。 但运动跟踪对运动目标比较稀疏的场景效果比 运动方式: 较好。 算法对由于运动检测在运动目标上产生的碎片有一定的抗干扰。 算法没对 物体的遮挡进行处理。对于两运动目标之间的遮挡按融合来处理。 拍摄角度: 拍摄角度:拍摄视野比较大,且最好是俯视拍摄。

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实时目标检测论文

在谷歌学术搜索中,存有高达4亿篇论文的数据库。论文被引用的数据可以作为证明文章影响力的依据。即使这个方法有局限性,但在更大程度上,反映了当今社会的进展和科学的进步。

1《亚当:一种随机优化方法 》 Adam: A Method for Stochastic Optimization。文章发布于2015年,引用数为47774。

截止2020年为止,这篇文章达到了,人类可知的引用最高数。一篇涉及人工智能的文章获得最高引用,证实了科学界对人工智能的注重。不仅是科学界对人工智能领域有巨大的兴趣,而且欧美国家也正在把人工智能作为未来的主要发展对象。美国把对人工智能的投资提高了一倍,欧盟也把投资提高了百分之70。《亚当:一种随机优化方法 》能够获得最高引用,正说明在未来人工智能上,将展开激烈竞争。无独有偶,跟着这篇文章后面,引用最多的文章多是涉及人工智能。

2《图像识别的深度残差学习》 Deep Residual Learning for Image Recognition 文章发布于2016年,引用数为25256。

深度残差学习的概念出自何凯明等4名中国学生。何凯明来自清华大学物理系,现是脸书人工智能的科学家。从文章的引用数量来看,足以显示,他提出的这个方法对该行业的影响。

3《让R-CNN更快: 朝着带有区域建议网络 的实时目标检测》 Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks发表于2015,引用数为19507。

4《深度学习》 Deep Learning, 文章发布于2015年,引用数为16750。

5 《带着缠绕走得更深》 Going deeper with Convolutions, 文章发布于2015年,引用数为14424。

这篇文章已经成为计算机图像处理必读论文之一。

6《通过深层强化学习的人类层面的控制》 Human-Level control through deep reinforcement learning 文章发布于2015年,引用数为10394。

7 《语义分割的完全常规网络》 Fully Conventinal Networks for Semantic segmentation 文章发布于2015年,引用数为10153。

9 《 脓毒症与脓毒症休克第三版国际共识 》 The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3) 文章发布于2016年,引用数为8576。

10《RNA测序和微阵列研究中 Limma 强化差异表达分析》 Limma porwers defferential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies 文章发布于2015年,引用数为8328。

第9和第10篇是前十名论文中,和计算机没有关系的两篇医学论文。这是否意味着,未来对人类社会影响最大的,除了人工智能就是医学了呢?

最后要提到的这篇文章,虽然没有进入第10,但值得一提。 《以深度神经网络和树搜索掌握围棋战略》 Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search发布于2016年,引用数为8209。

这篇文章涉及的是伦敦大学学院的教授David Silver, 他领导的AlphaGo团队击败了围棋九段棋手柯洁。人工智能击败了最强大脑,没有什么能比这更能说明人工智能的前途,同时也可能是一个细思极恐的大事件。在机器击败人的时代,人怎么办?

论文: Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks

目标检测网络大多依靠 区域生成 (region proposal)算法来假设目标的位置。 R-CNN 是采用 Selective Search 算法来提取(propose)可能的 RoIs(regions of interest) 区域,然后对每个提取区域采用标准 CNN 进行分类。选择性搜索(Selective Search )方法就是在目标对象周围设定2000个形状大小位置不一的候选区域,目标物体在候选区域的可能性还是比较大的。然后对这些区域卷积,找到目标物体,虽然大多数区域都是无用的。与寻找几乎个区域比起来,这种方法要高效的多。

Fast R-CNN ,不在原始图像生成备选区域,而是先整张图片通过卷积网络得到特征图,然后在特征图上使用备选区域算法得到感兴趣的区域在特征图的映射,之后使用 Rol Pool将所有区域变成同样尺寸,大大减少了这些目标检测网络的运行时间,但是区域生成的计算成为整个检测网络的瓶颈。

Faster R-CNN 引入了一个 区域生成网络(Region Proposal Network,RPN) ,该网络与检测网络共享输入图像的卷积特征,从而使接近零时间成本的区域生成成为可能。 RPN是一个全卷积网络,可以同时在每个位置预测目标边界和目标分数。RPN经过端到端的训练,可以生成高质量的区域候选框,然后提供给Fast R-CNN用于检测。

Faster R-CNN 由两个模块组成:第一个模块是区域生成的深度全卷积网络,第二个模块是使用备选区域的Fast R-CNN检测器。整个系统是一个单个的,统一的目标检测网络。使用最近流行的“注意力”机制的神经网络术语,RPN模块告诉Fast R-CNN模块在哪里寻找目标。

针对一张图片,需要获得的输出有:

Faster R-CNN 第一步是采用基于分类任务(如ImageNet)的 CNN 模型作为特征提取器。输入图片表示为 H × W × D 的形式,经过预训练 CNN 模型的处理,得到卷积特征图(conv feature map)。

Faster R-CNN 最早是采用在 ImageNet 训练的 ZF 和 VGG ,其后出现了很多其它权重不同的网络.。如 MobileNet 是一种小型效率高的网络结构,仅有 参数;而ResNet-152 的参数量达到了 60M;新网络结构,如 DenseNet 在提高了结果的同时,降低了参数数量。

以 VGG16 为例:

VGG16 图片分类时,输入为 224×224×3 的张量(即,一张 224×224 像素的 RGB 图片)。网络结构最后采用 FC 层(而不是 Conv 层)得到固定长度的向量,以进行图片分类.。对最后一个卷积层的输出拉伸为1维的向量,然后送入 FC 层。官方实现中是采用的卷积层 conv5/conv5_1 的输出。

在深度上,卷积特征图对图片的所有信息进行了编码,同时保持相对于原始图片所编码 “things” 的位置。例如,如果在图片的左上角存在一个红色正方形,而且卷积层有激活响应,那么该红色正方形的信息被卷积层编码后,仍在卷积特征图的左上角。因此利用特征图检测目标所在的位置是可行的。

ResNet 结构逐渐取代 VGG 作为基础网络,用于提取特征。ResNet 相对于 VGG 的明显优势是,网络更大,因此具有更强的学习能力.。这对于分类任务是重要的,在目标检测中也应该如此。另外,ResNet 采用残差连接(residual connection) 和 BN (batch normalization) 使得深度模型的训练比较容易。

然后,RPN(Region Propose Network) 对提取的卷积特征图进行处理,寻找可能包含 目标的 预定义数量的区域(regions,边界框) 。为了生成候选区域,在最后的共享卷积层输出的卷积特征图上做 3x3 卷积,卷积核共有512个(VGG),后面是ReLU,这样每个 3x3 区域会得到一个512维的特征向量。然后这个特征向量被输入到两个全连接层——一个边界框回归层(reg)和一个边界框分类层(cls)。

下面解释 k, 2k, 4k 的含义。

基于深度学习的目标检测中,可能最难的问题就是生成长度不定(variable-length)的边界框列表(bounding-boxes),边界框是具有不同尺寸(sizes)和长宽比(aspect ratios )的矩形。在构建深度神经网络时,最后的网络输出一般是固定尺寸的张量输出(采用RNN的除外)。例如,在图片分类中,网络输出是 (C, ) 的张量,C是类别标签数,张量的每个位置的标量值表示图片是类别的概率值。

在 RPN 中,通过采用 anchors(锚) 来解决边界框列表长度不定的问题,即在原始图像中统一放置固定大小的参考边界框。上面说到RPN对特征图做3x3的卷积,假设每一次卷积需要预测 k 个候选区域,因此,reg层具有 4k 个输出,编码 k 个边界框的坐标,cls层输出 2k 个分数,估计每个区域是目标或是背景的概率。这 k 个区域就是 被 k 个参考边界框初始化, k 个参考框就是 k 个锚点,作为第一次预测目标位置的参考 boxes。锚点的中心位于卷积核滑动窗口的中心。默认情况下每个滑动位置使用3个不同尺度(128 2 , 256 2 , 512 2 )3个不同长宽比(1:2, 1:1, 2:1)的锚点,k=9。对于大小为W×H(通常约为2400)的卷积特征图,总共有 W×H×k 个锚点。对于RPN的最后两个全连接层,参数的个数为 512×(4+2)×k.

不同于直接检测目标的位置,这里将问题转化为两部分。对每一个 anchor 而言:

有一种简单的方法来预测目标的边界框,即学习相对于参考边界框的偏移量。假设参考 box:( ),待预测量:( ),一般都是很小的值,以调整参考 box 更好的拟合所需要的。

虽然 anchors 是基于卷积特征图定义的,但最终的 anchos 是相对于原始图片的.

由于只有卷积层和 pooling 层,特征图的维度是与原始图片的尺寸成比例关系的. 即,数学地表述,如果图片尺寸 w×h,特征图的尺寸则是w/r×h/r. 其中,r 是下采样率(subsampling ratio). 如果在卷积特征图空间位置定义 anchor,则最终的图片会是由 r 像素划分的 anchors 集。在 VGG 中, r=16。

RPN 利用所有的参考边界框(anchors),输出一系列目标的良好的 proposals。针对每个 anchor,都有两个不同的输出:

RPN是全卷积网络。

对于分类层,每个 anchor 输出两个预测值:anchor 是背景(background,非object)的 score 和 anchor 是前景(foreground,object) 的 score.

对于回归层,也可以叫边界框调整层,每个 anchor 输出 4 个预测值: (Δxcenter,Δycenter,Δwidth,Δheight),用于 anchors 来得到最终的 proposals。根据最终的 proposal 坐标和其对应的 objectness score,即可得到良好的 objects proposals.

RPN 有两种类型的预测值输出:二值分类和边界框回归调整。

为了训练RPN,我们为每个锚点分配一个二值类别标签(是目标或不是目标)。我们给两种锚点分配一个正标签:(i)具有与实际边界框的重叠最高交并比(IoU)的锚点,或者(ii)具有与实际边界框的重叠超过 IoU的锚点。注意,单个真实边界框可以为多个锚点分配正标签。通常第二个条件足以确定正样本;但我们仍然采用第一个条件,因为在一些极少数情况下,第二个条件可能找不到正样本。对于所有的真实边界框,如果一个锚点的IoU比率低于,我们给非正面的锚点分配一个负标签。既不正面也不负面的锚点不会有助于训练目标函数。

然后,随机采样 anchors 来生成batchsize=256 的 mini-batch,尽可能的保持 foreground 和 background anchors 的比例平衡。

RPN 对 mini-batch 内的所有 anchors 采用二分类交叉熵来计算分类 loss。然后,只对 mini-batch 内标记为 foreground 的 anchros 计算回归 loss。为了计算回归的目标targets,根据 foreground anchor 和其最接近的 groundtruth object,计算将 anchor 变换到 object groundtruth 的偏移值 Δ。

Faster R-CNN没有采用简单的 L1 或 L2 loss 用于回归误差,而是采用 Smooth L1 loss. Smooth L1 和 L1 基本相同,但是,当 L1 误差值非常小时,表示为一个确定值即认为是接近正确的,loss 就会以更快的速度消失.

由于 Anchors 一般是有重叠,因此,相同目标的候选区域也存在重叠。

为了解决重叠 proposals 问题,采用 NMS 算法处理,丢弃与一个 score 更高的 proposal 间 IoU 大于预设阈值的 proposals.

虽然 NMS 看起来比较简单,但 IoU 阈值的预设需要谨慎处理. 如果 IoU 值太小,可能丢失 objetcs 的一些 proposals;如果 IoU 值过大,可能会导致 objects 出现很多 proposals。IoU 典型值为 。

NMS 处理后,根据 sore 对topN 个 proposals 排序. 在 Faster R-CNN 论文中 N=2000,其值也可以小一点,如 50,仍然能的高好的结果.

当获得了可能的相关目标和其在原始图像中的对应位置之后,问题就更加直接了,采用 CNN 提取的特征和包含相关目标的边界框,采用 RoI Pooling 处理,并提取相关目标的特征,得到一个新的向量。

RPN 处理后,可以得到一堆没有分类得分的目标 proposals。待处理问题为,如何利用这些边界框并分类。

一种最简单的方法是,对每个 porposal,裁剪,并送入pre-trained base 网络,提取特征;然后,将提取特征来训练分类器. 但这就需要对所有的 2000 个 proposals 进行计算,效率低,速度慢。Faster R-CNN通过重用卷积特征图来加快计算效率,即采用 RoI(region of interest) Pooling 对每个 proposal 提取固定尺寸的特征图。然后 R-CNN 对固定尺寸的特征图分类。

目标检测中,包括 Faster R-CNN,常用一种更简单的方法,即:采用每个 proposal 来对卷积特征图裁剪crop,然后利用插值算法(一般为双线性插值 bilinear)将每个 crop resize 到固定尺寸14×14×ConvDepth. 裁剪后,利用 2×2 kernel 的 Max Pooling 得到每个 proposal 的最终7×7×ConvDepth 特征图.

之所以选择该精确形状,与其在下面的模块(R-CNN)中的应用有关。

R-CNN利用RoI Pooling提取的特征进行分类,采用全连接层来输出每个可能的 目标类别的分类得分,是Faster R-CNN框架中的最后一个步骤。

R-CNN 有两个不同的输出:

R-CNN 对每个 proposal 的特征图,拉平后采用 ReLU 和两个大小为 4096 维的全连接层进行处理。然后,对每个不同目标采用两个不同的全连接层处理:一个全连接层有 N+1 个神经单元,其中 N 是类别 class 的总数,包括 background class;一个全连接层有 4N 个神经单元,是回归预测输出,得到 N 个可能的类别分别预测 Δcenterx,Δcentery,Δwidth,Δheight。

R-CNN 的目标基本上是与 RPN 目标的计算是一致的,但需要考虑不同的可能的 object 类别 classes.

根据 proposals 和 ground-truth boxes,计算其 IoU。与任何一个 ground-truth box 的 IoU 大于 的 proposals 被设为正确的 boxes。IoU 在 到 之间时设为 background。这里忽略没有任何交叉的 proposals。这是因为,在此阶段,假设已经获得良好的 proposals。当然,所有的这些超参数都是可以用于调整以更好的拟合 objects。

边界框回归的目标计算的是 proposal 与其对应的 ground-truth间的偏移量,只对基于 IoU 阈值设定类别后的 proposals 进行计算。随机采用一个平衡化的 mini-batch=64,其中,25% 的 foreground proposals(具有类别class) 和 75% 的background proposals.

类似于 RPNs 的 losses,对于选定的 proposals,分类 loss 采用 multiclass entropy loss;对于 25% 的 foreground proposals 采用 SmoothL1 loss 计算其与 groundtruth box 的匹配。

由于 R-CNN全连接网络对每个类别仅输出一个预测值,当计算边框回归loss 时需谨慎,只需考虑正确的类别。

类似于 RPN,R-CNN 最终输出一堆带有类别分类的objects,在返回结果前,再进一步进行处理。

为了调整边界框,需要考虑概率最大的类别的 proposals. 忽略概率最大值为 background class 的proposals.

当得到最终的 objects 时,并忽略被预测为 background 的结果,采用 class-based NMS. 主要是通过对 objects 根据类别class 分组,然后根据概率排序,并对每个独立的分组采用 NMS 处理,最后再放在一起.

最终得到的 objects 列表,仍可继续通过设定概率阈值的方式,来限制每个类的 objects 数量.

Faster R-CNN在论文中是采用分步方法,对每个模块分别训练再合并训练的权重. 自此,End-to-end 的联合训练被发现能够得到更好的结果.

当将完整的模型合并后,得到 4 个不同的 losses,2 个用于 RPN,2 个用于 R-CNN。4 种不同的 losses 以加权和的形式组织. 可以根据需要对分类 loss 和回归 loss 设置权重,或者对 R-CNN 和 RPNs 设置不同权重.

采用 SGD 训练,momentum=. 学习率初始值为 ,50K 次迭代后衰减为 . 这是一组常用参数设置。

论文名称:Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 从Alexnet提出后,作者等人思考如何利用卷积网络来完成检测任务,即输入一张图,实现图上目标的定位(目标在哪)和分类(目标是什么)两个目标,并最终完成了RCNN网络模型。 创新点: RCNN提出时,检测网络的执行思路还是脱胎于分类网络。也就是深度学习部分仅完成输入图像块的分类工作。那么对检测任务来说如何完成目标的定位呢,作者采用的是Selective Search候选区域提取算法,来获得当前输入图上可能包含目标的不同图像块,再将图像块裁剪到固定的尺寸输入CNN网络来进行当前图像块类别的判断。 参考博客: 。 论文题目:OverFeat: Integrated Recognition, Localization and Detection using Convolutional Networks 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 该论文讨论了,CNN提取到的特征能够同时用于定位和分类两个任务。也就是在CNN提取到特征以后,在网络后端组织两组卷积或全连接层,一组用于实现定位,输出当前图像上目标的最小外接矩形框坐标,一组用于分类,输出当前图像上目标的类别信息。也是以此为起点,检测网络出现基础主干网络(backbone)+分类头或回归头(定位头)的网络设计模式雏形。 创新点: 在这篇论文中还有两个比较有意思的点,一是作者认为全连接层其实质实现的操作和1x1的卷积是类似的,而且用1x1的卷积核还可以避免FC对输入特征尺寸的限制,那用1x1卷积来替换FC层,是否可行呢?作者在测试时通过将全连接层替换为1x1卷积核证明是可行的;二是提出了offset max-pooling,也就是对池化层输入特征不能整除的情况,通过进行滑动池化并将不同的池化层传递给后续网络层来提高效果。另外作者在论文里提到他的用法是先基于主干网络+分类头训练,然后切换分类头为回归头,再训练回归头的参数,最终完成整个网络的训练。图像的输入作者采用的是直接在输入图上利用卷积核划窗。然后在指定的每个网络层上回归目标的尺度和空间位置。 参考博客: 论文题目:Scalable Object Detection using Deep Neural Networks 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 既然CNN网络提取的特征可以直接用于检测任务(定位+分类),作者就尝试将目标框(可能包含目标的最小外包矩形框)提取任务放到CNN中进行。也就是直接通过网络完成输入图像上目标的定位工作。 创新点: 本文作者通过将物体检测问题定义为输出多个bounding box的回归问题. 同时每个bounding box会输出关于是否包含目标物体的置信度, 使得模型更加紧凑和高效。先通过聚类获得图像中可能有目标的位置聚类中心,(800个anchor box)然后学习预测不考虑目标类别的二分类网络,背景or前景。用到了多尺度下的检测。 参考博客: 论文题目:DeepBox: Learning Objectness with Convolutional Networks 提出时间:2015年ICCV 论文地址: 主要针对的问题: 本文完成的工作与第三篇类似,都是对目标框提取算法的优化方案,区别是本文首先采用自底而上的方案来提取图像上的疑似目标框,然后再利用CNN网络提取特征对目标框进行是否为前景区域的排序;而第三篇为直接利用CNN网络来回归图像上可能的目标位置。创新点: 本文作者想通过CNN学习输入图像的特征,从而实现对输入网络目标框是否为真实目标的情况进行计算,量化每个输入框的包含目标的可能性值。 参考博客: 论文题目:AttentionNet: AggregatingWeak Directions for Accurate Object Detection 提出时间:2015年ICCV 论文地址: 主要针对的问题: 对检测网络的实现方案进行思考,之前的执行策略是,先确定输入图像中可能包含目标位置的矩形框,再对每个矩形框进行分类和回归从而确定目标的准确位置,参考RCNN。那么能否直接利用回归的思路从图像的四个角点,逐渐得到目标的最小外接矩形框和类别呢? 创新点: 通过从图像的四个角点,逐步迭代的方式,每次计算一个缩小的方向,并缩小指定的距离来使得逐渐逼近目标。作者还提出了针对多目标情况的处理方式。 参考博客: 论文题目:Spatial Pyramid Pooling in Deep Convolutional Networks for Visual Recognition 提出时间:2014年 论文地址: 针对问题: 如RCNN会将输入的目标图像块处理到同一尺寸再输入进CNN网络,在处理过程中就造成了图像块信息的损失。在实际的场景中,输入网络的目标尺寸很难统一,而网络最后的全连接层又要求输入的特征信息为统一维度的向量。作者就尝试进行不同尺寸CNN网络提取到的特征维度进行统一。创新点: 作者提出的SPPnet中,通过使用特征金字塔池化来使得最后的卷积层输出结果可以统一到全连接层需要的尺寸,在训练的时候,池化的操作还是通过滑动窗口完成的,池化的核宽高及步长通过当前层的特征图的宽高计算得到。原论文中的特征金字塔池化操作图示如下。 参考博客 : 论文题目:Object detection via a multi-region & semantic segmentation-aware CNN model 提出时间:2015年 论文地址: 针对问题: 既然第三篇论文multibox算法提出了可以用CNN来实现输入图像中待检测目标的定位,本文作者就尝试增加一些训练时的方法技巧来提高CNN网络最终的定位精度。创新点: 作者通过对输入网络的region进行一定的处理(通过数据增强,使得网络利用目标周围的上下文信息得到更精准的目标框)来增加网络对目标回归框的精度。具体的处理方式包括:扩大输入目标的标签包围框、取输入目标的标签中包围框的一部分等并对不同区域分别回归位置,使得网络对目标的边界更加敏感。这种操作丰富了输入目标的多样性,从而提高了回归框的精度。 参考博客 : 论文题目:Fast-RCNN 提出时间:2015年 论文地址: 针对问题: RCNN中的CNN每输入一个图像块就要执行一次前向计算,这显然是非常耗时的,那么如何优化这部分呢? 创新点: 作者参考了SPPNet(第六篇论文),在网络中实现了ROIpooling来使得输入的图像块不用裁剪到统一尺寸,从而避免了输入的信息丢失。其次是将整张图输入网络得到特征图,再将原图上用Selective Search算法得到的目标框映射到特征图上,避免了特征的重复提取。 参考博客 : 论文题目:DeepProposal: Hunting Objects by Cascading Deep Convolutional Layers 提出时间:2015年 论文地址: 主要针对的问题: 本文的作者观察到CNN可以提取到很棒的对输入图像进行表征的论文,作者尝试通过实验来对CNN网络不同层所产生的特征的作用和情况进行讨论和解析。 创新点: 作者在不同的激活层上以滑动窗口的方式生成了假设,并表明最终的卷积层可以以较高的查全率找到感兴趣的对象,但是由于特征图的粗糙性,定位性很差。相反,网络的第一层可以更好地定位感兴趣的对象,但召回率降低。 论文题目:Faster R-CNN: Towards Real-Time Object Detection with Region Proposal Networks 提出时间:2015年NIPS 论文地址: 主要针对的问题: 由multibox(第三篇)和DeepBox(第四篇)等论文,我们知道,用CNN可以生成目标待检测框,并判定当前框为目标的概率,那能否将该模型整合到目标检测的模型中,从而实现真正输入端为图像,输出为最终检测结果的,全部依赖CNN完成的检测系统呢? 创新点: 将当前输入图目标框提取整合到了检测网络中,依赖一个小的目标框提取网络RPN来替代Selective Search算法,从而实现真正的端到端检测算法。 参考博客 :

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