yolov8obb角度预测原理解析

预测头

ultralytics/nn/modules/head.py

class OBB(Detect):
    """YOLOv8 OBB detection head for detection with rotation models."""

    def __init__(self, nc=80, ne=1, ch=()):
        """Initialize OBB with number of classes `nc` and layer channels `ch`."""
        super().__init__(nc, ch)
        self.ne = ne  # number of extra parameters

        c4 = max(ch[0] // 4, self.ne)
        self.cv4 = nn.ModuleList(nn.Sequential(Conv(x, c4, 3), Conv(c4, c4, 3), nn.Conv2d(c4, self.ne, 1)) for x in ch)

    def forward(self, x):
        """Concatenates and returns predicted bounding boxes and class probabilities."""
        bs = x[0].shape[0]  # batch size
        angle = torch.cat([self.cv4[i](x[i]).view(bs, self.ne, -1) for i in range(self.nl)], 2)  # OBB theta logits
        # NOTE: set `angle` as an attribute so that `decode_bboxes` could use it.
        angle = (angle.sigmoid() - 0.25) * math.pi  # [-pi/4, 3pi/4]
        # angle = angle.sigmoid() * math.pi / 2  # [0, pi/2]
        if not self.training:
            self.angle = angle
        x = Detect.forward(self, x)
        if self.training:
            return x, angle
        # return torch.cat([x, angle], 1) if self.export else (torch.cat([x[0], angle], 1), (x[1], angle))

        return torch.cat([x, angle], 1).permute(0, 2, 1) if self.export else (torch.cat([x[0], angle], 1), (x[1], angle))

forward 输入值
在这里插入图片描述

self.cv4网路结构

ModuleList(
  (0): Sequential(
    (0): Conv(
      (conv): Conv2d(64, 16, kernel_size=(3, 3), stride=(
### YOLOv8 OBB 理论介绍与原理 #### 一、概述 YOLOv8 OBB( Oriented Bounding Box)是一种改进版的目标检测模型,专门用于处理旋转目标检测的任务。该模型不仅能够识别物体的位置和类别,还能估计其方向角度[^1]。 #### 二、训练流程解析YOLOv8 OBB的训练过程中,除了继承自标准YOLO架构的基础组件外,还特别引入了Angle分支来负责学习对象的方向信息。具体来说,在每个尺度特征层上都会附加额外的一组卷积操作以生成对应于角度预测的结果图谱;这些结果随后被整合到整体损失函数计算当中以便优化整个网络参数设置[^4]。 #### 三、预测过程详解 对于YOLOv8 OBB而言,其预测阶段同样包含了预处理、推理以及后处理三个核心环节: - **预处理模块**:此部分工作主要包括输入图像尺寸调整及标准化等常规准备工作; - **推理模块**:基于已训练好的权重文件执行前向传播运算获取候选区域及其属性描述(位置坐标、置信度得分、分类标签加上特有的角度值)。值得注意的是这里的Anchor机制有所变化,采用了更适合表达倾斜矩形框的方式来进行初始化设定[^3]; - **后处理模块**:经过初步筛选后的大量边界框需进一步精炼去除冗余项并保留最优解集。特别是针对旋转情况下的非极大抑制算法(NMS),它会考虑更多维度的信息从而实现更精准的选择策略。此外还有regularize_rboxes步骤用来修正最终输出形状使之更加贴合实际场景中的物体轮廓特点。 ```python def predict(image, model): # 预处理 image_tensor = preprocess_image(image) # 推理 with torch.no_grad(): predictions = model(image_tensor) # 后处理 refined_boxes = postprocess_predictions(predictions) return refined_boxes ``` #### 四、关键技术点探讨 为了更好地适应不同应用场景的需求,YOLOv8 OBB在网络设计方面做出了一些创新性的尝试: - **高斯分布的应用**:利用概率密度函数建模不确定因素的影响范围,使得模型具有更强鲁棒性和泛化能力[^2]; - **ProbIoU Loss Function**:一种新型损失函数形式,旨在提高定位精度的同时保持良好的收敛速度; - **多任务联合学习框架**:通过共享底层特征提取器而分别构建多个特定任务导向子网路的方法达到资源高效利用的目的。
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