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目标检测任务是计算机视觉的主要分支之一,但对于目标检测具体做什么,目标检测算法的有哪些类别以及相关定义却很少会有人关注,虽然这些对于解决实际问题显得有些无关紧要,但对于更加系统性的学习还是非常必要的。本文仅面向深度学习领域的目标检测。
一、什么是目标检测
- 目标检测(Object Detection)的任务是找出图像中所有感兴趣的目标(物体),确定它们的类别和位置,是计算机视觉领域的核心问题之一。由于各类物体有不同的外观、形状和姿态,加上成像时光照、遮挡等因素的干扰,目标检测一直是计算机视觉领域最具有挑战性的问题。
- 计算机视觉中关于图像识别有四大类任务:
分类-Classification:解决“是什么?”的问题,即给定一张图片或一段视频判断里面包含什么类别的目标。
定位-Location:解决“在哪里?”的问题,即定位出这个目标的位置。
检测-Detection:解决“是什么?在哪里?”的问题,即定位出这个目标的位置并且知道目标物是什么。
分割-Segmentation:分为实例的分割(Instance-level)和场景分割(Scene-level),解决“每一个像素属于哪个目标物或场景”的问题。
二、目标检测要解决的核心问题
除了图像分类之外,目标检测要解决的核心问题是:
1.目标可能出现在图像的任何位置。
2.目标有各种不同的大小。
3.目标可能有各种不同的形状。
三、目标检测算法分类
基于深度学习的目标检测算法主要分为两类:
1.Two stage目标检测算法
- 先进行区域生成(region proposal,RP)(一个有可能包含待检物体的预选框),再通过卷积神经网络进行样本分类。
- 任务:特征提取—>生成RP—>分类/定位回归。
- 常见的two stage目标检测算法有:R-CNN、SPP-Net、Fast R-CNN、Faster R-CNN和R-FCN等。
2.One stage目标检测算法
- 不用RP,直接在网络中提取特征来预测物体分类和位置。
- 任务:特征提取—>分类/定位回归。
- 常见的one stage目标检测算法有:OverFeat、YOLOv1、YOLOv2、YOLOv3、SSD和RetinaNet等
四、目标检测的应用
目标检测具有巨大的实用价值和应用前景。应用领域包括人脸检测、行人检测、车辆检测、飞机航拍或卫星图像中道路的检测、车载摄像机图像中的障碍物检测、医学影像在的病灶检测等。还有在安防领域中,可以实现比如安全帽、安全带等动态检测,移动侦测、区域入侵检测、物品看护等功能。
五、结尾
本文节选自《深度学习500问》,想要更加深入了解学习上文中所提及的算法,可以进入书中目标检测章节进行学习。
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