Roi pooling 和 RoiAlign

RoI Pooling 、 RoI Align

注意：RoI在原图上

参考：https://blog.youkuaiyun.com/qq_29598161/article/details/108137399

RoI Pooling：

1. 原图的候选框映射到feature map上，例如665* 665 映射到feature map25* 25上为665/32（缩放比例）=20.78，取整为20，左上角顶点坐标也会映射一次，坐标也会取整，不会落到bin内部，这是第一次量化
2. 如果pooling输出为7*7，那么会把上面映射的feature划分成49个同等大小（feature长宽大小不一样bin就是矩形，如下面gif所示）的bin，每个bin大小为20/7=2.86，取整后为2，这是第二次量化
3. 每个bin里取最大，max pooling，得到7*7大小的feature map

反向传播in RoI Pooling

在ROI层反向传播，对每个proposals的网格做如下判断，$x_i$中的i是否对应当前ROI，换句话说就是$i=i\ast (r,j)$表示特征图上的第$i$节点是否被候选区域$r$的第$j$个节点选为最大值输出。如果是就累加下一个proposals，这样就求出$ \frac{\partial L}{\partial x_{i}} $

RoI Align（2018）：

由于上述roi pooling过程的两次量化（取整操作）会造成misalignment，为了做精细的语义分割，roialign实现了pixel-to-pixel alignment，没有取整操作。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Qh75DGe4-1685506927848)(C:\Users\86188\Pictures\works\roialign.png)]

下图align输出为2* 2，和我解释的7*7不一样：

1. 原图的RoI映射到feature map上不取整（Figure 3中align输出为2* 2），假设还是665/32=20.78，保留浮点数
2. 直接将映射的feature map分割为7* 7大小（align输出大小）的feature map，划分成几个同等大小的区域
3. 文章中采样点数为4，表示对每个bin，平分四份，取中心点位置（红叉），中心点的像素采用双线性插值法计算（中心和其所在的feature方格的四个顶点，左上角顶点才是方格的值对应的点），一个bin得到四个值（左上角）
4. 每个bin分别取max作为其值，得到最终输出。

对于有较多小物体的图片使用RoIAlign会更加精确。

关于最终的采样结果对采样点的位置，以及采样点的个数并不敏感。

单线性插值

已知数据 (x0, y0) 与 (x1, y1)，要计算 [x0, x1] 区间内某一位置 x 在直线上的y值。

双线性插值

有两个方向和对应的值

在两个方向分别进行一次单线性插值

我们想得到未知函数 f 在点 P = (x, y) 的值

已知函数 f 在 Q11 = (x1, y1)、Q12 = (x1, y2), Q21 = (x2, y1) 以及 Q22 = (x2, y2) 四个点的值

首先在 x 方向进行线性插值

然后在 y 方向进行线性插值

对比：

pooling

align

M6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mjc4MjE1MA==,size_16,color_FFFFFF,t_70)