YOLO-V4

 YOLO系列-V4

整体介绍（Optimal Speed Accuracy of Object Detection）

虽然作者换了 ， 但精髓没变！

如果CV界有劳模奖 ， 一定非他莫属！

整体看还是那个味 ， 细还是他细！

M 江湖传闻最高的武功 ：嫁衣神功

   V4贡献：

亲民政策 ， 单GPU就能训练的非常好 ， 接下来很多小模块都是这个出发点

两大核心方法 ，从数据层面和网络设计层面来进行改善

消融实验 ， 感觉能做的都让他给做了 ，这工作量不轻

全部实验都是单GPU完成 ，不用太担心设备了

 Bag of freebies(BOF)

 只增加训练成本 ， 但是能显著提高精度 ， 并不影响推理速度

数据增强： 调整亮度、 对比度、 色调、 随机缩放、 剪切、 翻转、 旋转

 网络正则化的方法： Dropout、 Dropblock等

类别不平衡，损失函数技术

 Mosaic data augmentation方法很简单 ，参考CutMix然后四张图像拼接成一张进行训练

 

 

  数据增强

  Random Erase： 用随机值或训练集的平均像素值替换图像的区域

   Hide and Seek： 根据概率设置随机隐藏一些补丁

 

 

 Self-adversarial-training(SAT)

   通过引入噪音点来增加游戏难度

 

DropBlock

之前的dropout是随机选择点(b) ， 现在吃掉一个区域

 

Label Smoothing

神经网络最大的缺点： 自觉不错（过拟合） ， 让它别太自信

   例如原来标签为（0,1）：

 

 Label Smoothing

使用之后效果分析（右图） ：簇内更紧密 ， 簇间更分离

 

IOU损失

IOU损失： (也经常1-IOU)

   有哪些问题呢？

 

 

 M 没有相交则IOU =0无法梯度计算 ， 相同的IOU却反映不出实际情况到底咋样

 

在不重叠情况下能让预测框尽可能朝着真实框前进

 

但是这种情况下又完了。 。 。          

GIOU损失

公式：

引入了最小封闭形状C（ C可以把A ， B包含在内）

 

DIOU损失

公式：  

 

 其中分子计算预测框与真实框的中心点欧式距离d

   分母是能覆盖预测框与真实框的最小BOX的对角线长度c

直接优化距离 ，速度更快 ， 并解决GIOU问题  

CIOU损失

公式：

 

 

 

损失函数必须考虑三个几何因素： 重叠面积 ， 中心点距离 ， 长宽比

M 其中α可以当做权重参数

DIOU-NMS

   之前使用NMS来决定是否删除一个框 ， 现在改用DIOU-NMS

M 不仅考虑了IoU的值,还考虑了两个Box中心点之间的距离

其中M表示高置信度候选框 ， Bi就是遍历各个框跟置信度高的重合情况

Bag of specials(BOS)

M 增加稍许推断代价 ， 但可以提高模型精度的方法

M 网络细节部分加入了很多改进 ， 引入了各种能让特征提取更好的方法

M 注意力机制 ， 网络细节设计 ，特征金字塔等 ， 你能想到的全有

M 读折一篇相当于把今年来部分优秀的论文又过了一遍

SPPNet(Spatial Pyramid Pooling)

M V3中为了更好满足不同输入大小 ， 训练的时候要改变输入数据的大小

M SPP其实就是用最大池化来满足最终输入特征一致即可

 

CSPNet（ Cross Stage Partial Network）

每一个block按照特征图的channel维度拆分成两部分

一份正常走网络 ， 另一份直接concat到这个block的输出

 

PAN(Path Aggregation Network)

   故事得先从FPN说起

自顶向下的模式 ，将高层特征传下来

 好像只有一条路子 ， 能不能来个双向的呢？

  这就得轮到PAN登场了 ， 思想也很简单

 

PAN(Path Aggregation Network)

M 引入了自底向上的路径 ， 使得底层信息更容易传到顶部

并且还是一个捷径 ， 红色的没准走个100层(Resnet) ， 绿色的几层就到了

 

PAN(Path Aggregation Network)

M YOLOV4中并不是加法 ， 而是拼接

 

M ish：（也许就是明日之星）

别一棒子全给打死 ， 给个改过自新的机会

   Relu有点太绝对了 ， M ish更符合实际

  公式：f(α)=·tanh(ln(1+ew))

  但是计算量确实增加了 ，效果会提升一点

 

eliminate grid sensitivity

比较好理解 ， 坐标回归预测值都在0-1之间 ， 如果在grid边界怎么表示？

M 此时就需要非常大的数值才可以达到边界

为了缓解这种情况可以在激活函数前加上

一个系数（大于1的）