非极大值抑制（Soft-NMS）

Soft-NMS：一种改进的目标检测算法

在计算机视觉领域，目标检测是一项重要的任务。它的目的是在图像或视频中识别并定位物体。

然而，这些传统NMS方法在处理密集物体时可能会产生问题。为了解决这个问题，一种名为Soft-NMS的方法被提出。

一、Soft-NMS算法核心

Soft-NMS是一种更灵活的目标检测算法，它通过考虑所有可能的检测框，并根据它们的置信度和重叠程度进行排序，以此来生成最终的目标检测结果。这种方法的核心思想是在计算每个检测框的分数时，考虑其他所有检测框的影响。

Soft-NMS的目标是在保留尽可能多的正确检测框的同时，移除冗余的检测框。

二、Soft-NMS算法步骤

Soft-NMS的实现过程相对简单，因为它只需要在现有的目标检测算法的基础上增加一些计算步骤。它包括以下步骤：

1.对检测框列表按得分从高到低排序。

2.初始化一个空的列表来保存选定的检测框的索引。

3.遍历排序后的检测框列表，对于每个检测框，计算其与其他所有检测框的重叠程度矩阵。

4.对于每个检测框，计算其置信度得分，即其分类得分与其位置和大小调整得分的乘积。

5.对于每个检测框，根据其置信度和与其他检测框的重叠程度来对其进行排序，并将排序后的检测框添加到选定的检测框列表中。

6.返回选定的检测框列表和对应的得分。

代码实现

def soft_nms(dets, sigma=0.5, method=1):  
    # 获取检测框的数量和大小  
    num_dets = dets.shape[0]  
    bbox_dim = dets.shape[1]  
      
    # 初始化一个列表来保存选定的检测框的索引  
    keep = []  
      
    # 对检测框按置信度从高到低排序  
    sorted_indices = np.argsort(-dets[:, -1])  
      
    # 初始化一个列表来保存剩余的检测框和得分  
    scores = []  
    keep_boxes = []  
      
    # 遍历排序后的检测框列表  
    for i in range(num_dets):  
        # 获取当前检测框的索引、边界框和得分  
        idx = sorted_indices[i]  
        bbox = dets[idx, :bbox_dim]  
        score = dets[idx, -1]  
          
        # 将当前检测框的索引添加到保留列表中  
        keep.append(idx)  
        scores.append(score)  
        keep_boxes.append(bbox)  
          
        # 计算与当前检测框的重叠程度矩阵  
        ovr = np.zeros((num_dets, num_dets))  
        box1 = dets[i, :bbox_dim].reshape((1, -1, 2))  
        box2 = dets[:, :bbox_dim].reshape((-1, 1, 2))  
        xx1 = np.max(box1[:, 0:1], axis=0)  
        yy1 = np.max(box1[:, 1:2], axis=0)  
        xx2 = np.min(box2[:, 0:1], axis=1)  
        yy2 = np.min(box2[:, 1:2], axis=1)  
        w = np.max(0, xx2 - xx1 + 1)  
        h = np.max(0, yy2 - yy1 + 1)  
        inter = w * h  
        ovr_ = inter / (area(box1) + area(box2) - inter + 1e-6)  
        ovr[i, :] = ovr_  
        ovr[:, i] = ovr_  
        ovr = gaussian(ovr, sigma)  
        ovr = ovr - np.min(ovr) + 1e-6 # 减去最小值并加上一个小的常数，避免出现负数或零值。

三、与传统算法的区别

与传统的NMS方法相比，Soft-NMS具有以下优点：

1.可以处理密集物体：当物体密集时，传统NMS方法可能会错误地移除一些正确的检测框。而Soft-NMS考虑了所有可能的检测框，因此可以更准确地处理这种情况。

2.提高了检测性能：通过考虑所有可能的检测框，Soft-NMS可以生成更准确的目标检测结果。在许多基准测试中，Soft-NMS都表现出优于传统NMS的性能。

3.是一种通用的方法：Soft-NMS可以与任何目标检测算法结合使用，因此它可以作为一种通用的后处理步骤，用于提高各种目标检测算法的性能。