什么是目标检测--Object Detection

目标检测，也叫目标提取，是一种基于目标几何和统计特征的图像分割。它将目标的分割和识别合二为一，其准确性和实时性是整个系统的一项重要能力。目标检测不仅要用算法判断图片中物品的分类，还要在图片中标记出它的位置，用边框或红色方框把物品圈起来，这就是目标检测问题。

目标检测从2001年开始，在2012年成为分水岭，因为这一年基于深度学习的目标检测方法，逐渐使目标检测进入到快速发展的阶段，比较流行的算法可以分为两类，一类是基于Region Proposal的R-CNN系算法（RCNN、SPPNet、FasterRCNN、Pyramid NetWorks等），它们是two-stage的，需要先算法产生目标候选框，也就是目标位置，然后再对候选框做分类与回归。而另一类是Yolo，SSD这类one-stage算法，其仅仅使用一个卷积神经网络CNN直接预测不同目标的类别与位置。第一类方法是准确度高一些，但是速度慢，但是第二类算法是速度快，但是准确性要低一些。

一、统一的实时的目标检测

yolo将特征图划分为SXS的格子，每个格子负责对落入其中的目标进行检测，一次性预测所有格子所含目标不的边界框、定位置信度以及所有类别概率向量。

yolo算法的基本思想

(1)预测特征图

(2)多尺度整合

(3)锚框机制（Anchor)

通过特征提取网络对输入的图像进行特征提取，得到一定大小的特征图

预测得到的输出特征图有两个维度是摄取到的特征维度。

(1)非极大值抑制（NMS--Non-Maximum Suppression）

(2)损失函数（Loss Function)

包括：分类损失、定位损失、置信度损失

总的损失函数=分类损失+定位损失+置信度损失

二：目标检测的性能

检测精度	检测速度
Precision，Recall,F1 Score	前传耗时
IoU（交并比）	FPS(每秒帧数）
P-R curve	浮点运算量（Flops）
AP（Average Precision）
mAP（mean Average Precision）

（一）精度

1、什么是混淆矩阵

精度：Precision=TP/(TP+FP)

召回率：Recall=TP/(TP+FN)

F1 score=2*Precision*Recall/(Precision+Recall)

2、IoU（交并比）

3、AP与mAP

AP衡量的是学习出来的模型在每个类别上的好坏。

mAP衡量的是学出来的模型在所有类别上的好坏，是所有类别AP的平均值。

（二）检测速度

1、前传耗时（ms)：从输入的一张图像到输出最终检测结果所消耗的时间。

2、每秒帧数(FPS)：每秒钟能处理的图像数量。

3、浮点运算量（FLOPS)：处理的每一张图像所需要的浮点运算数量。

三：目标检测数据集

1、Pascal Voc

Pacal VOC挑战赛在2005年-2012年间展开，共有两个数据集 Pascal VOC2007（9963张图像，24640个标注）和Pascal VOC2012（11530张图像，27450个标注），该数据集有20个分类。

2、MS COCO

起源于微软于2014年出资标注的Microsoft COCO数据集，与ImageNet竞赛一样，被视为是计算机视觉领域最受关注和最权威的比赛之一。COCO数据集包含20万个图像，其中11.5万张训练集图像，5千张验证集图像，2万多张测试集图像。80个类别中有超过50万个目标标注。

COCO竞赛成为当前目标识别和检测等领域的一个最权威、最重要的标杆，也是目前该领域在国际上能唯一能汇集Google、微软、Facebook以及国内外众多顶尖院校和优秀企业共同参与的大赛。

网站地址：http://cocodataset.org

四：目前国内主流的目标检测技术：

1、YOLOX：由中国的旷视科技研发，是目前国际上运行速度最快的一种深度学习模型。

2、YOLOV1-V5：Yolov1-yolov3由Joseph Redmon研发，yolov4-yolov5则是由yolo团队内部成员完成的。

3、Transformer：原来是做为语音识别的一个模型，现在用在图像的目标识别上面也有不俗的表现

4、ViT：当考虑预训练模型的计算成本时，ViT的性能非常好，以较低的预训练成本在大多数识别基准上达到了最先进的水平。

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