IOU, GIOU, DIOU, CIOU
IOU
IOU是用来衡量两个边界框的重叠程度的。普通的IOU也分为两种,一种是交并比,一种是最小面积与并集的比
计算公式如下:
并集面积 = 面积A + 面积B - 交集面积
交集面积 = 框A与框B较大的X1,Y1和框A与框B较小的X2,Y2组成的框的面积
第二种IOU在NMS种可以去除大框套小框的中的小框
但这两种IOU都存在弊端就是当预测框与真实框没有交集的时候,无论远近他的IOU都是0
无法很好的衡量我们预测框的质量,如下图所示:
在有交集的请情况下也不一定能很好的衡量预测框预测的质量,于是就有了GIOU
GIOU
GIOU相比较于IOU,用两个框的最小包围矩形面积替换掉了并集面积,
同时分子部分变成了差集(差集 = 最小包围矩形 - 并集)这样当在没有重叠的情况下也能衡量两个预测结果的好坏了
损失上就是普通的IOU Loss与加上差集比最小外接矩形,完全重合时第二项为0
但是当两个预测框与gt都有重叠,但是俩个预测框与gt的中心点距离不同,GIOU还是一样。
为了解决这个问题,就加入了中心点距离,也就是DIOU
DIOU
定义对角线距离Distance_C为两个框的最小外接矩形的对角线长度
定义两个中心点的欧式距离Distance_2,则DIOU就是IOU - Distance_2 / Distance_C
但是相同的DIOU的预测框,他们的形状可能是不一样的,总有一个形况是最符合gt的。如下图所示:
于是就有了CIOU
CIOU
CIOU考虑到了形状的因素于是就在原始DIOU上加上了对角线角度的差距,CIOU Loss如下图所示:
v表示预测框对角线角度与gt对角线角度的差距,当IOU比较大时形状站的比例就比较大,当IOU比较小时,形状因素站的比较小
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