目标检测算法综述

本文对比了一阶段(one-stage)和二阶段(two-stage)目标检测算法的特点与应用场景。一阶段算法如YOLO和SSD,强调速度,在快速动作捕捉等场景下表现优秀;二阶段算法如R-CNN系列及Mask R-CNN,追求准确性,适用于复杂环境和多物体重叠的情况。文章指出,算法的选择应基于具体需求,没有绝对优劣之分。
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Two - stage:

 

1、生成可能区域(Region Proposal) & CNN 提取特征

2、放入分类器分类并修正位置

 

发展:

R-CNN -> SPP Net -> Fast R-CNN -> Faster R-CNN -> Mask R-CNN

 

 

One - stage:

 

1.直接对预测的目标物体进行回归

 

Yolo & SSD

 

 

总结 Summary

在「目标检测」中有两个指标:快(Fast)  准(Accurate)

 

one-stage代表的是快,但是最后在快和准中找到了平衡,第一是快,第二是准。

two-stage代表的是准,虽然没有那么快但是也有 6 FPS 可接受的程度,第一是准,第二是快。

两类算法都有其适用的范围,比如说实时快速动作捕捉,one-stage算法更胜一筹;复杂、多物体重叠,two-stage当仁不让。没有不好的算法,只有合适的使用场景。

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Yolo

YOLO(You Only Look Once)是一种流行的物体检测和图像分割模型,由华盛顿大学的Joseph Redmon 和Ali Farhadi 开发。 YOLO 于2015 年推出,因其高速和高精度而广受欢迎

### 目标检测算法综述与最新研究进展 #### 综述论文概述 目标检测作为计算机视觉领域的重要分支,近年来取得了显著进步。一篇重要的综述文章《Object Detection in 20 Years: A Survey》提供了全面的目标检测技术回顾[^1]。该文章按照时间线梳理了过去二十年中的重要方法,并将其分为多个部分:引言、近20年的目标检测算法、检测算法加速策略、最新的研究成果以及未来的展望。 另一篇关于YOLO系列的综述文章则专注于单阶段(One-Stage)目标检测算法的发展历程及其在实际应用中的表现[^2]。这两篇文章共同构成了理解当前目标检测技术的基础框架。 --- #### Two-Stage vs One-Stage 算法比较 目标检测算法通常被划分为两大类:两阶段(Two-Stage)和单阶段(One-Stage)。 - **Two-Stage** 方法的核心思想是将目标检测分解成两个独立的任务:首先是生成候选框(Region Proposal Generation),其次是对其进行分类和边界框回归优化。这种架构的经典实现包括 R-CNN 及其后续变体 Fast R-CNN 和 Faster R-CNN。尽管此类方法计算复杂度较高,但在精度方面表现出色,尤其是在处理重叠对象或小尺寸目标时具有明显优势。 - **One-Stage** 则摒弃了显式的区域建议过程,直接预测类别标签和边框坐标。以 YOLO (You Only Look Once) 和 SSD (Single Shot MultiBox Detector)为代表的一系列轻量化模型因其高效性和实时性受到广泛关注。然而,在极端条件下(如低分辨率输入或者密集分布的小型物体场景下),它们可能无法达到同等水平的表现效果。 值得注意的是,随着硬件平台的进步和技术革新,现代设计逐渐模糊了两者之间的界限。例如Glod-YOLO(NIPS2023),它不仅继承了一贯以来快速推理的特点,还引入了一些复杂的注意力机制来提升最终得分[^3]。 --- #### 最新研究方向探讨 根据最近的研究动态,《2023年目标检测研究进展》指出几个值得关注的趋势: 1. 多模态融合:结合来自不同传感器的数据源可以增强系统的鲁棒性; 2. 自监督学习:利用未标注数据进行预训练能够有效缓解大规模人工标记带来的成本压力; 3. 轻量级网络结构设计:为了适应边缘设备部署需求,研究人员正在积极探索更加紧凑高效的神经网络拓扑结构; 4. 新兴理论支持下的创新实践:比如基于加瓦罗定理及海涅定理的认知计算理论应用于更深层次的理解任务中去等等。 这些新兴趋势表明即使是在如此成熟的子域里仍然存在广阔的空间等待我们进一步挖掘探索。 --- ```python # 示例代码展示如何加载并评估一个简单的目标检测模型 import torch from torchvision.models.detection import fasterrcnn_resnet50_fpn, FasterRCNN_ResNet50_FPN_Weights weights = FasterRCNN_ResNet50_FPN_Weights.DEFAULT model = fasterrcnn_resnet50_fpn(weights=weights) model.eval() def predict(image_tensor): with torch.no_grad(): predictions = model([image_tensor]) return predictions ``` ---
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