FPN解读

FPN解读前两篇博客中都说到了FPN这个神器,今天就花了点时间看了下这篇论文,喜欢这个很赞很干净的结构。

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

前两篇博客中都说到了FPN这个神器,今天就花了点时间看了下这篇论文,喜欢这个很赞很干净的结构。

Motivation

凡是都要从motivation说起,哈哈哈。rcnn系列在单个scale的feature map做检测(b),尽管conv已经对scale有些鲁棒了,但是还是不够。物体各种各样的scale还是是个难题,尤其是小物体,所以有很多论文在这上面做工作,最简单的做法就是类似于数据增强了,train时把图片放缩成不同尺度送入网络进行训练,但是图片变大很吃内存,一般只在测试时放缩图片,这样一来测试时需要测试好几遍时间就慢了(a)。另一种就是SSD的做法©,在不同尺度的feature map上做检测,按理说它该在计算好的不同scale的feature map上做检测,但是它放弃了前面的low-level的feature map,而是从conv4_3开始用而且在后面加了一些conv,生成更多高层语义的feature map在上面检测(我猜想是因为这些low-leve的feature map一是太大了很大地拖慢SSD最追求的速度,二是这些low-level语义信息太差了,效果没太多提升)。

所以本文就想即利用conv net本身的这种已经计算过的不同scale的feature,又想让low-level的高分辩的feature具有很强的语义,所以自然的想法就是把high-level的低分辨的feature map融合过来。类似的工作还有RON: Reverse Connection with Objectness Prior Networks for Object Detection

这里写图片描述

Approach

做法很简单,down-top top-down lateral conn(侧路连接)如图所示。以Resnet101为例:

  1. down-top就是每个residual block(C1去掉了,太大太耗内存了),scale缩小2,C2,C3,C4,C5(1/4, 1/8, 1/16, 1/32)。
  2. top-down就是把高层的低分辨强语义的feature 最近邻上采样2x
  3. lateral conn 比如把C2通过1×1卷积调整channel和top-down过来的一样,然后两者直接相加
    通过上述操作一直迭代到生成最好分辨率的feature(此处指C2)
    这里写图片描述

具体迭代操作:

  1. 从C5(512)开始加个1*1到256个channel,生成分辨率最低但语义最强的feature P5,开始迭代
  2. 然后P5上采样放大2倍,C4经过一个1*1的卷积后和放大后P5尺寸什么都一样了,然后add
  3. 以此迭代下去到P2结束
  4. 每个Pk后加一个3*3的卷积(原文说reduce the aliasing effect of upsampling)
    详细可下面代码
# Build the shared convolutional layers.
# Bottom-up Layers
# Returns a list of the last layers of each stage, 5 in total.
# 扔掉了C1
_, C2, C3, C4, C5 = resnet_graph(input_image, "resnet101", stage5=True)
# Top-down Layers
# TODO: add assert to varify feature map sizes match what's in config
P5 = KL.Conv2D(256, (1, 1), name='fpn_c5p5')(C5)
P4 = KL.Add(name="fpn_p4add")([
    KL.UpSampling2D(size=(2, 2), name="fpn_p5upsampled")(P5),
    KL.Conv2D(256, (1, 1), name='fpn_c4p4')(C4)])
P3 = KL.Add(name="fpn_p3add")([
    KL.UpSampling2D(size=(2, 2), name="fpn_p4upsampled")(P4),
    KL.Conv2D(256, (1, 1), name='fpn_c3p3')(C3)])
P2 = KL.Add(name="fpn_p2add")([
    KL.UpSampling2D(size=(2, 2), name="fpn_p3upsampled")(P3),
    KL.Conv2D(256, (1, 1), name='fpn_c2p2')(C2)])
# Attach 3x3 conv to all P layers to get the final feature maps.
P2 = KL.Conv2D(256, (3, 3), padding="SAME", name="fpn_p2")(P2)
P3 = KL.Conv2D(256, (3, 3), padding="SAME", name="fpn_p3")(P3)
P4 = KL.Conv2D(256, (3, 3), padding="SAME", name="fpn_p4")(P4)
P5 = KL.Conv2D(256, (3, 3), padding="SAME", name="fpn_p5")(P5)
# P6 is used for the 5th anchor scale in RPN. Generated by
# subsampling from P5 with stride of 2.
P6 = KL.MaxPooling2D(pool_size=(1, 1), strides=2, name="fpn_p6")(P5)
# Note that P6 is used in RPN, but not in the classifier heads.
rpn_feature_maps = [P2, P3, P4, P5, P6]
mrcnn_feature_maps = [P2, P3, P4, P5]

Experiments

RPN

首先想证明这个FPN对RPN有效果。如图所示,每个level的feature P2,P3,P4,P5,P6只对应一种scale,比例还是3个比例。
这里写图片描述

还有一个问题,RPN生成roi后对应feature时在哪个level上取呢?
k0是faster rcnn时在哪取的feature map如resnet那篇文章是在C4取的,k0=4(C5相当于fc,也有在C5取的,在后面再多添加fc),比如roi是w/2,h/2,那么k=k0-1=4-1=3,就在P3取
这里写图片描述

还有个问题,从不同level取feature做roipooling后需要分类和回归,这些各个level需要共享吗?本文的做法是共享,还有一点不同的是resnet论文中是把C5作为fc来用的,本文由于C5已经用到前面feature了,所以采用在后面加fc6 fc7,注意这样是比把C5弄到后面快一点。
实验结果如下,RPN的召回率高出baseline10个点左右的
(d)是去掉top-down,即类似于SSD在各个不同scale的feature上做预测
(e)是没有lateral,那就是只把低分辨强语义的feature上采样放大做预测
(f)这个是只用迭代到最后分辨率最高的P2,所有scale和比例的anchor都在P2取,由于P2比较大所有scale都在它上面取,anchor数量提升了很多,速度会慢。它的精度好于baseline但是低于©,原文解释:RPN is a sliding window detector with a fixed window size, so scanning over pyramid levels can increase its robustness to scale variance. 就是解释而已,怎么说都是他对…
这里写图片描述

Fast/Faster RCNN

直接使用上一步生成的proposal(Fast RCNN)
这里写图片描述

和RPN共享feature(Faster RCNN),证明end2end还是有提升的
这里写图片描述

在COCO的test榜单上也是state-of-art,注意它是单模型,其他经过了各种融合等工程化手段
这里写图片描述

FPN也可以利用instance segmentation任务中,比如mask rcnn等

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/132127.html原文链接:https://javaforall.net

赞 (0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长

相关推荐

  • 浮点数规格化表示例题_浮点数规格化阶码表示

    浮点数规格化表示例题_浮点数规格化阶码表示一、浮点数的表示格式浮点数表示法是指以适当的形式将比例因子表示在数据中,让小数点的位置根据需要而浮动。这样,在位数有限的情况下,既扩大了数的表示范围,又保持了数的有效精度。阶码:阶码是整数,阶符和m位阶码的数值部分共同反映浮点数的表示范围及小数点的实际位置,常用移码或补码表示。IEEE754标准中采用移码的表示形式。尾数:数符表示浮点数的符号,尾数的数值部分的位数n反映浮点…

    2022年10月31日
  • git cherry-pick详解_git discard

    git cherry-pick详解_git discard概述gitcherry-pick可以理解为”挑拣”提交,它会获取某一个分支的单笔提交,并作为一个新的提交引入到你当前分支上。当我们需要在本地合入其他分支的提交时,如果我们不想对整个分支进行合并,而是只想将某一次提交合入到本地当前分支上,那么就要使用gitcherry-pick了。用法gitcherry-pick[<options>]<commit-is…

    2022年8月22日
  • 杂谈:写博客的感想「建议收藏」

    杂谈:写博客的感想「建议收藏」文章目录为什么想写博客写博客的用途尝试理查德弗曼学习法总结为什么想写博客最近刚看完JAVAWEB的一些视频和书籍,一直在琢磨学习路线这件事,期间也看过了很多自学路线的视频和博文。大多数博主,UP主都有一个推荐,就是写博客,所以就想自己写一些学习笔记的博客内容,请各位大佬指正以后有什么写错的地方忘大佬们多多指正,也希望得到一些大佬的鼓励给我提供一些动力。目前先在网上写的平台写一些博客,等之后学…

    2022年5月24日
  • Ubuntu(20.04)中安装Pycharm(2020.1.2)详细教程「建议收藏」

    Ubuntu(20.04)中安装Pycharm(2020.1.2)详细教程「建议收藏」一、下载并解压Pycharm1、官网下载:https://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=linux学习使用,下载community版本即可2、下载下来是tar.gz格式,将文件传入到虚拟机中。vmware安装了增强功能可直接拖拽。如果无法使用,则可以设置共享文件夹,可自行网上搜索。共享后的文件夹在ubuntu中的目录位置是:/mnt/hgfs/你设置的共享文件夹3、将文件复制(cp)或移动(mv)到/opt文件目录下。并解压(ta

    2022年8月26日
  • JAVA经BigDecimal圆角的解决方案及注意事项

    JAVA经BigDecimal圆角的解决方案及注意事项

    2022年1月13日
  • 数据库压缩备份提高备份效率

    数据库压缩备份提高备份效率

    2021年11月26日

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号