目标检测中的评估指标mAP等

评价指标:

准确率 (Accuracy),混淆矩阵 (Confusion Matrix),精确率(Precision),召回率(Recall),平均正确率(AP),mean Average Precision(mAP),交除并(IoU)

1.交并比IoU

目前目标检测领域主要使用IoU来衡量两个检测框的相似度,顾名思义,IoU表示两个集合的交集占其并集的比例。

公式中,和分别表示预测框和真实标记框,IoU取值范围在之间,0表示两个包围框没有任何重叠部分,1表示两个包围框完全重合,IoU值越大,表示预测结果与真实标记框相似度越高,也意味着定位精度越精确,IoU超过一定阈值才会被认为检测正确。IoU的概念类似于数学领域的Jaccard指数。

 

 

2.混淆矩阵

混淆矩阵中的横轴是模型预测的类别数量统计,纵轴是数据真实标签的数量统计。对角线,表示模型预测和数据标签一致的数目,所以对角线之和除以测试集总数就是准确率。对角线上数字越大越好,在可视化结果中颜色越深,说明模型在该类的预测准确率越高。如果按行来看,每行不在对角线位置的就是错误预测的类别。总的来说,我们希望对角线越高越好,非对角线越低越好。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/a4fdc4ece058f7e0483b1a9bd9c4dbff.png

一些相关的定义。假设现在有这样一个测试集,测试集中的图片只由大雁和飞机两种图片组成,假设系统最终的目的是:能取出测试集中所有飞机的图片,而不是大雁的图片。

True positives : 正样本被正确识别为正样本,飞机的图片被正确的识别成了飞机。</

### 目标检测模型评估指标 mAP (Mean Average Precision) #### 定义 均值平均精度(mAP, Mean Average Precision)是一个综合性的度量标准,用于评估目标检测模型的整体表现。该指标不仅考虑了模型对不同类别的识别能力,还考量了其定位准确性。 对于单个类别而言,先计算出各个置信阈值下的精确率(Precision)召回率(Recall),进而获得该类别的平均精度(AP)[^1]。具体来说,在给定一系列预测框的情况下,通过设定不同的IoU交并比阈值来判断哪些预测被认为是正确的(True Positive),从而统计TP、FP(False Positive)以及FN(False Negative),最终得出PrecisionRecall曲线图上的多个点位数据[^3]。 #### 计算过程 为了求得某个特定类别的AP: - 对于每一个测试样本中的真实对象实例,按照预测得分从高到低排序; - 遍历这些预测结果,每当遇到一个新的True Positive时更新当前累计的TP数,并据此重新计算此时此刻为止所累积起来的所有预测案例中TP占总数量的比例作为新的Precision值;同时记录下对应的Recall比率; - 将上述过程中形成的若干组(P,R)坐标连接成一条PR曲线; - AP等于这条曲线下方面积大小,可以采用积分法近似估算或者简单地取固定间隔处的最大Precision值得分加权平均而得。 当完成了所有类别的AP计算之后,就可以很容易地得到整个系统的mAP——只需将各单独类目的AP相加以总数除之即可完成最后一步运算[^2]。 ```python def calculate_ap(precisions, recalls): """Calculate the area under PR curve.""" ap = 0. for i in range(len(recalls)-1): delta_recall = recalls[i+1] - recalls[i] avg_precision = (precisions[i]+precisions[i+1])/2 ap += delta_recall * avg_precision return ap def mean_average_precision(all_precisions, all_recalls): """Compute mAP over multiple classes""" class_aps = [] for precisions, recalls in zip(all_precisions.values(), all_recalls.values()): ap = calculate_ap(precisions, recalls) class_aps.append(ap) map_score = sum(class_aps)/len(class_aps) return map_score ```
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