V oblasti detekcie objektov je problém prekrývajúcich sa kotevných boxov bežnou výzvou, ktorá môže výrazne ovplyvniť presnosť a efektivitu procesu detekcie. Ako popredný dodávateľHlava kotvy, chápeme dôležitosť efektívneho riešenia tohto problému. V tomto blogovom príspevku preskúmame, ako naša technológia Anchor Head rieši problém prekrývajúcich sa kotevných boxov a vplyv, ktorý má na detekciu objektov.
Pochopenie problému prekrývajúcich sa kotevných boxov
Pred ponorením sa do riešení je nevyhnutné pochopiť, prečo sa pri detekcii objektov vyskytujú prekrývajúce sa kotevné boxy. Kotviace rámčeky sú preddefinované ohraničovacie rámčeky rôznych veľkostí a pomerov strán umiestnené na rôznych miestach v mriežke obrazu. Slúžia ako východiskový bod pre algoritmus detekcie objektov na predpovedanie skutočnej polohy objektov.
Prekrývajúce sa kotevné boxy môžu vzniknúť z niekoľkých dôvodov. Po prvé, prítomnosť viacerých objektov v tesnej blízkosti na obrázku môže viesť k prekrývaniu. Napríklad v preplnenej pouličnej scéne môžu byť chodci a vozidlá veľmi blízko, čo spôsobí, že sa ich zodpovedajúce kotviace boxy prekrývajú. Po druhé, veľká rozmanitosť veľkostí a tvarov objektov v skutočných obrazoch znamená, že na pokrytie všetkých možných prípadov je potrebných veľa kotevných boxov. Táto vysoká hustota kotevných boxov zvyšuje pravdepodobnosť prekrytia.
Problém s prekrývajúcimi sa kotevnými boxmi je dvojaký. Na jednej strane zavádza redundanciu v procese detekcie. Viaceré kotevné boxy, ktoré sú blízko seba, môžu predpovedať rovnaký objekt, čo plytvá výpočtovými zdrojmi a časom. Na druhej strane to môže viesť k zmätku pri klasifikácii a lokalizácii objektov. Model môže mať problém určiť, ktorý kotevný box by mal byť spojený s konkrétnym objektom, čo vedie k nepresným výsledkom detekcie.
Náš prístup k manipulácii s prekrývajúcimi sa kotevnými boxmi
V našej spoločnosti naša technológia Anchor Head využíva viacstupňový prístup na riešenie problému prekrývajúcich sa kotevných boxov.
1. Návrh a výber kotviaceho boxu
Začneme starostlivým návrhom a výberom kotevných boxov. Náš tím výskumu a vývoja vykonáva rozsiahly výskum charakteristík cieľových objektov, ako sú ich priemerné veľkosti, pomery strán a distribúcia v rôznych scenároch. Na základe tohto výskumu optimalizujeme sadu kotevných boxov, aby sme znížili zbytočné presahy.
Napríklad namiesto použitia pevnej sady kotevných boxov pre všetky typy obrázkov prispôsobujeme veľkosti kotevných boxov a pomery strán podľa konkrétnej aplikácie. V scenári priemyselnej kontroly, kde majú objekty relatívne konzistentné veľkosti a tvary, môžeme použiť cielenejšiu sadu kotevných boxov. Tento prístup nielen znižuje počet prekrývajúcich sa kotevných boxov, ale tiež zlepšuje účinnosť modelu detekcie.
2. Non - Maximum Supression (NMS)
Non - Maximum Suppression je široko používaná technika pri detekcii objektov na odfiltrovanie nadbytočných a prekrývajúcich sa kotevných boxov. Naša technológia Anchor Head implementuje pokročilú verziu NMS.
Základným princípom NMS je triediť kotevné boxy na základe ich skóre spoľahlivosti (pravdepodobnosti, že kotevný box obsahuje objekt). Potom, počnúc kotevným rámčekom s najvyšším skóre spoľahlivosti, iteratívne odstráni všetky ostatné kotevné rámčeky, ktoré sa s ním vo vysokej miere prekrývajú (zvyčajne merané priesečníkom nad Úniou – IoU).
Tradičný NMS má však určité obmedzenia, ako napríklad potenciál potlačiť platné detekcie, keď sú objekty veľmi blízko seba. Náš vylepšený algoritmus NMS berie do úvahy kontext a sémantiku objektov. Dokáže rozlišovať medzi prekrývajúcimi sa kotevnými políčkami, ktoré patria rôznym objektom, a tými, ktoré sú skutočne nadbytočné. To nám umožňuje udržiavať vyššiu mieru vyvolávania a zároveň efektívne odstraňovať nadbytočné boxy.
3. Stratégia priradenia kotevných boxov
Ďalším kľúčovým aspektom nášho prístupu je stratégia priraďovania kotevných schránok. Pri trénovaní modelu detekcie objektov musíme priradiť každý základný objekt k jednému alebo viacerým kotevným boxom.
Naša stratégia je navrhnutá tak, aby minimalizovala počet prekrývajúcich sa kotevných polí priradených k rovnakému objektu. Na tieto úlohy používame kombináciu kritérií založených na umiestnení a vzhľade. Napríklad najprv zvážime IoU medzi zemou - pravdivostnou schránkou a kotevnými schránkami. S väčšou pravdepodobnosťou budú priradené kotviace boxy s vysokou IoU so zemou - pravdivostné pole. Berieme však do úvahy aj vizuálne vlastnosti objektov, aby bolo zadanie presnejšie.
Táto stratégia priraďovania pomáha nielen pri znižovaní prekrývajúcich sa problémov počas tréningu, ale tiež zlepšuje celkový výkon modelu počas inferencie.
Výhody nášho riešenia
Spôsob, akým sa naša technológia Anchor Head vyrovnáva s prekrývajúcimi sa kotevnými boxmi, prináša systémom detekcie objektov niekoľko výhod.
1. Vylepšená výpočtová efektivita
Znížením počtu nadbytočných a prekrývajúcich sa kotevných boxov sa výrazne zníži výpočtová záťaž modelu detekcie. To znamená, že model dokáže spracovať obrázky rýchlejšie, čo je kľúčové v aplikáciách v reálnom čase, ako je autonómne riadenie a video dohľad.
2. Vyššia presnosť detekcie
Naše pokročilé techniky na manipuláciu s prekrývajúcimi sa kotevnými boxmi vedú k presnejšej klasifikácii a lokalizácii objektov. Je menej pravdepodobné, že model bude zmätený prekrývajúcimi sa políčkami, čo vedie k menšiemu počtu falošne pozitívnych a falošne negatívnych výsledkov. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoko presná detekcia, ako je lekárske zobrazovanie a priemyselná kontrola kvality.
3. Vylepšená robustnosť modelu
Optimalizovaný dizajn kotevnej skrinky, algoritmus NMS a stratégia priraďovania robia náš model detekcie objektov robustnejším pre rôzne scenáre. Dokáže si poradiť so širokou škálou veľkostí objektov, tvarov a hustôt a stále si zachováva dobrý výkon v prítomnosti prekrývajúcich sa objektov.
Súvisiace produkty a ich synergia
Okrem nášhoHlava kotvy, ponúkame tiežSpojovací hriadeľ vŕtacej tyčeaVŕtacia tyč na vŕtanie. Tieto produkty synergicky spolupracujú v stavebnom a prieskumnom priemysle.
Spojovací hriadeľ vŕtacej tyče poskytuje spoľahlivé spojenie medzi rôznymi segmentmi vŕtacej tyče a zabezpečuje hladké vŕtanie. Drill Rod For Drilling je navrhnutý tak, aby odolal drsným podmienkam vŕtania, s vysoko pevnými materiálmi a pokročilými výrobnými procesmi. V kombinácii s našou Anchor Head, ktorá ponúka efektívnu detekciu objektov pre vŕtané oblasti (ako je detekcia prítomnosti podzemných objektov), tvoria tieto produkty komplexné riešenie pre stavebné a prieskumné projekty.
Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu
Ak máte záujem o našu technológiu Anchor Head alebo niektorý z našich súvisiacich produktov, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli obstarávaniu a ďalšej diskusii. Náš tím odborníkov je pripravený poskytnúť vám podrobné informácie, technickú podporu a prispôsobené riešenia na základe vašich špecifických potrieb. Či už pracujete na rozsiahlom stavebnom projekte, na úlohe priemyselnej kontroly alebo na výskumnej aplikácii, naše produkty vám môžu ponúknuť výkon a spoľahlivosť, ktorú požadujete.
Referencie
- Girshick, R., Donahue, J., Darrell, T., & Malik, J. (2014). Bohaté hierarchie funkcií pre presnú detekciu objektov a sémantickú segmentáciu. In Zborník z konferencie IEEE o počítačovom videní a rozpoznávaní vzorov.
- Ren, S., He, K., Girshick, R., & Sun, J. (2015). Rýchlejšie R - CNN: Smerom k detekcii objektov v reálnom čase pomocou sietí pre návrh regiónu. In Pokroky v systémoch spracovania nervových informácií.
- Redmon, J. a Farhadi, A. (2018). YOLOv3: Postupné zlepšenie. arXiv predtlač arXiv:1804.02767.