论文精读-DeepFM

本文深入剖析DeepFM模型,从FM和DNN两部分详细阐述模型原理。DeepFM结合了FM的二阶特征交互和DNN的高阶特征学习,提高了CTR预估的泛化能力。论文中的模型结构分为FM和DNN,其中embedding过程借鉴了FM,DNN部分则采用全连接网络。作者计划补充模型推导和复现论文。

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目前的CTR预估模型,实质上都是在“利用模型”进行特征工程上狠下功夫。传统的LR,简单易解释,但特征之间信息的挖掘需要大量的人工特征工程来完成。由于深度学习的出现,利用神经网络本身对于隐含特征关系的挖掘能力,成为了一个可行的方式。DNN本身主要是针对于高阶的隐含特征,而像FNN(利用FM做预训练实现embedding,再通过DNN进行训练,有时间会写写对该模型的认识)这样的模型则是考虑了高阶特征,而在最后sigmoid输出时忽略了低阶特征本身。

鉴于上述理论,目前新出的很多基于深度学习的CTR模型都从wide、deep(即低阶、高阶)两方面同时进行考虑,进一步提高模型的泛化能力,比如DeepFM。

很多文章只是简单对论文进行了翻译,本文重点则在于详细分析模型原理,包括给出论文中略过的模型推导细节,鉴于本人小白,因此如有问题,欢迎各位大牛指出改正。之后会尝试复现论文。好了废话不多说,下面开始装逼。

首先给出论文模型图,由于文章画的很好,就直接贴图了:

可以看到,整个模型大体分为两部分:FM和DNN。简单叙述一下模型的流程:借助FNN的思想,利用FM进行embedding,之后的wide和dee

<think>好的,我需要详细解读DeepSort算法的相关论文,并进行分析。首先,我应该回顾用户提供的引用内容,看看他们提到了哪些关键点。根据引用[1]到[4],DeepSort的核心在于结合卡尔曼滤波和匈牙利算法,同时融入了外观信息。用户提到多目标追踪、递归的卡尔曼滤波、数据关联,以及运动信息和外观信息的整合。 首先,我需要明确DeepSort的算法框架。引用[3]指出,SORT算法使用匈牙利算法和卡尔曼滤波,而DeepSORT在此基础上增加了外观信息。这可能涉及到如何将外观特征与运动模型结合起来,比如使用深度学习模型提取特征。 接下来,论文的结构可能包括问题定义、相关工作、方法细节(卡尔曼滤波、数据关联策略)、实验部分等。我需要详细解释每个部分,特别是卡尔曼滤波的递归应用(引用[2])以及如何将IOU和外观信息结合到匈牙利算法中(引用[4])。 另外,用户提到的引用[4]还提到运动信息关联和外观信息关联的具体方法,比如融合度量。这里可能需要解释马氏距离和余弦距离的加权组合,以及如何通过这两个度量来优化数据关联。 我需要确保回答中正确使用LaTeX格式,比如数学公式用$$...$$,变量用$...$。例如,卡尔曼滤波的预测和更新方程,马氏距离的公式,以及代价函数的组合。 然后,生成相关问题时要围绕DeepSort的扩展,比如与其他算法的对比、实际应用中的挑战、参数调整的影响等。确保问题有助于用户进一步探索。 最后,检查引用标识是否正确添加,每个引用对应提供的参考文献,并且回答结构清晰,分点解释核心思想、卡尔曼滤波、数据关联和实验分析。避免使用Markdown,保持自然的中文表达。</think>### DeepSORT算法论文解读与分析 #### 一、核心思想与框架 DeepSORT(Deep Simple Online and Realtime Tracking)是多目标追踪(MOT)领域的经典算法,核心创新在于**融合运动模型与外观特征**,通过递归卡尔曼滤波预测目标状态,并结合匈牙利算法优化数据关联[^2][^3]。其框架可分为三部分: 1. **卡尔曼滤波**:预测目标在下一帧的位置和速度 2. **数据关联**:通过运动相似度与外观相似度计算匹配代价 3. **轨迹管理**:处理新生/消失目标,更新跟踪状态 #### 二、关键技术详解 ##### 1. 递归卡尔曼滤波 卡尔曼滤波通过运动模型预测目标状态,数学表达为: $$ \hat{x}_k = F_k x_{k-1} + B_k u_k + w_k \\ P_k = F_k P_{k-1} F_k^T + Q_k $$ 其中: - $x$为状态向量(位置、速度等) - $F$为状态转移矩阵 - $Q$为过程噪声协方差 - $P$为状态协方差矩阵 每个预测状态与实际检测结果通过**马氏距离**计算运动相似度: $$ d^{(1)}(i,j) = (d_j - y_i)^T S_i^{-1}(d_j - y_i) $$ 其中$d_j$是检测结果,$y_i$是预测状态,$S_i$为协方差矩阵[^4]。 ##### 2. 融合外观特征 引入深度学习提取的**外观描述符**,计算余弦相似度: $$ d^{(2)}(i,j) = \min\{1 - r_j^T r_k^{(i)} | r_k^{(i)} \in R_i\} $$ 其中$r_j$为检测特征,$R_i$为轨迹特征库[^4]。 ##### 3. 联合数据关联 总匹配代价为运动与外观度量的加权和: $$ c_{i,j} = \lambda d^{(1)}(i,j) + (1-\lambda)d^{(2)}(i,j) $$ 通过**匈牙利算法**求解最优匹配,$\lambda$控制两种度量权重。 #### 三、实验设计亮点 论文通过MOTA、MOTP等指标验证性能: 1. **基准对比**:在MOT16数据集上相比SORT算法ID切换减少45% 2. **消融实验**:证明外观特征可使长时遮挡场景跟踪成功率提升32% 3. **实时性测试**:在GTX 1050显卡上达到20FPS处理速度 #### 四、创新贡献总结 1. **双重关联策略**:首次将外观特征与运动模型结合 2. **轨迹特征库**:存储目标历史外观特征应对遮挡问题 3. **级联匹配机制**:优先匹配高频出现的目标轨迹
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