RPN简介

RPN全称是Region Proposal Network,Region Proposal的中文意思是“区域选取”,也就是“提取候选框”的意思,所以RPN就是用来提取候选框的网络


前言

看RPN网络基本是从yolo v2来的。看的有点迷糊。后来看了几篇博客感觉有点懂了。记录下来防止自己忘了吧。


一、RPN是什么?

明确输入输出:输入是CNN卷积后的特征图 输出是候选框图 如下图。知乎上盗了张图。 感觉这个是最形象的

先形象解释一下左侧是特征图 ,立方体厚度决定于特征图维度。右侧红框就是经过该网络后提取出的感兴趣ROI区域。 这个特征图生成方法很多了,例如 ZF,VGG ,Resnet 什么的都可以。这里就不细说了。RPN不关注具体目标是啥,是车,是人或者狗,楼房都可以。它只是将框内认为是目标,框外认为是背景,做了个二分类。至于框内目标具体是啥,最终是交给分类网络去做。结果会略显潦草,后面会对边框进行提炼。

具体做法以ZF网络计算的特征图作为输入来说吧(不同网络主要是特征图的尺寸不一致,RPN实现都是一致的)。

二、计算RPN的输入特征图

首先输入图像是224*224*3然后开始各种卷积、池化。卷积核大小,个数,步长,填充参数都在图上可见。最终,rpn是选择conv5的输出,也就是13*13*256送给RPN网络的。

三、生成Anchors

所谓Anchors 就理解成9个不同的框好了,特征图上的每个点都有一个Anchors。这九个不同的框按大小比例生成的。这个框是对应于原图,就是图1右侧那个红色的。这个框的中心是特征图的每一个点。下面这个就是原图,红色点就是特征图上的点。


总结

例如:以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了RPN的概念。

### SiamRPN算法简介 SiamRPN是一种基于Siamese网络的目标跟踪算法,在计算机视觉领域广泛应用。该算法利用卷积神经网络提取目标特征并预测目标的位置和大小。 ### 实现SiamRPN算法所需工具与环境配置 为了在MATLAB中实现SiamRPN算法,需要安装Deep Learning Toolbox以及支持GPU加速的相关驱动程序[^1]。此外,还需下载预训练模型权重文件用于初始化网络参数。 ### 数据集准备 通常情况下,会使用OTB (Object Tracking Benchmark) 或 VOT (Visual Object Tracking Challenge) 等公开数据集来评估跟踪性能。这些数据集中包含了大量视频序列及其标注框信息,可用于测试所开发的跟踪器效果。 ### 主要函数模块设计 #### 1. Siamese网络构建 ```matlab function net = create_siamese_network() % 创建基础骨干网(如AlexNet,VGG等), 并加载预训练权值 baseModel = alexnet; % 移除最后几层, 只保留特征抽取部分 layers = baseModel.Layers(1:end-7); % 添加自定义分支结构完成模板(Template) 和检测(Detection) 子任务 templateBranch = [ fullyConnectedLayer(256,'Name','fc_template') reluLayer('Name','relu_fc_template')]; detectionBranch = [ convolution2dLayer([3 3],256,... 'Padding','same',... 'Stride',1,... 'WeightLearnRateFactor',0.1,... 'BiasLearnRateFactor',0.1,... 'Name','conv_adjustment'), batchNormalizationLayer('Name','bn_conv_adjustment'), reluLayer('Name','relu_conv_adjustment')]; % 构建完整的双输入单输出架构 siamLayers = assembleNetwork(layers,[templateBranch;detectionBranch]); end ``` #### 2. 训练过程 由于MATLAB内置框架对于复杂损失函数的支持有限,建议采用Python PyTorch/TensorFlow版本进行离线训练得到最优模型参数后再移植到MATLAB环境中调用。 #### 3. 测试阶段推理流程 ```matlab % 加载已保存的最佳模型状态字典 load('siamrpn_best_model.mat'); % 初始化图像读取对象 videoReader = VideoReader(videoFilePath); while hasFrame(videoReader) frame = readFrame(videoReader); % 获取当前帧 % 预处理操作... % 执行前向传播计算响应图谱 responseMap = predict(net,{z,x}); % 后处理逻辑: 解码边界框坐标、NMS筛选等... % 绘制结果可视化 imshow(frame); hold on; rectangle('Position',[bbox(1), bbox(2), bbox(3)-bbox(1)+1, bbox(4)-bbox(2)+1],'EdgeColor','r'); drawnow limitrate; end ```
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