非极大值抑制(NMS,Non-Maximum Suppression)的原理与代码详解

1、NMS的原理

NMS(Non-Maximum Suppression)算法本质是搜索局部极大值,抑制非极大值元素。NMS就是需要根据score矩阵和region的坐标信息,从中找到置信度比较高的bounding box。NMS是大部分深度学习目标检测网络所需要的,大致算法流程为:

1.对所有预测框的置信度降序排序

2.选出置信度最高的预测框,确认其为正确预测,并计算他与其他预测框的IOU

3.根据2中计算的IOU去除重叠度高的,IOU>threshold就删除

4.剩下的预测框返回第1步,直到没有剩下的为止

需要注意的是:Non-Maximum Suppression一次处理一个类别,如果有N个类别,Non-Maximum Suppression就需要执行N次。

2、NMS的实现代码详解(来自Fast-RCNN)

# --------------------------------------------------------
# Fast R-CNN
# Copyright (c) 2015 Microsoft
# Licensed under The MIT License [see LICENSE for details]
# Written by Ross Girshick
# -------------------------------------------------------- import numpy as np def py_cpu_nms(dets, thresh):
"""Pure Python NMS baseline."""
x1 = dets[:, 0]
y1 = dets[:, 1]
x2 = dets[:, 2]
y2 = dets[:, 3]
scores = dets[:, 4] areas = (x2 - x1 + 1) * (y2 - y1 + 1)
order = scores.argsort()[::-1] #[::-1]表示降序排序,输出为其对应序号 keep = [] #需要保留的bounding box
while order.size > 0:
i = order[0] #取置信度最大的(即第一个)框
keep.append(i) #将其作为保留的框 #以下计算置信度最大的框(order[0])与其它所有的框(order[1:],即第二到最后一个)框的IOU,以下都是以向量形式表示和计算
xx1 = np.maximum(x1[i], x1[order[1:]]) #计算xmin的max,即overlap的xmin
yy1 = np.maximum(y1[i], y1[order[1:]]) #计算ymin的max,即overlap的ymin
xx2 = np.minimum(x2[i], x2[order[1:]]) #计算xmax的min,即overlap的xmax
yy2 = np.minimum(y2[i], y2[order[1:]]) #计算ymax的min,即overlap的ymax w = np.maximum(0.0, xx2 - xx1 + 1) #计算overlap的width
h = np.maximum(0.0, yy2 - yy1 + 1) #计算overlap的hight
inter = w * h #计算overlap的面积
ovr = inter / (areas[i] + areas[order[1:]] - inter) #计算并,-inter是因为交集部分加了两次。 inds = np.where(ovr <= thresh)[0] #本轮,order仅保留IOU不大于阈值的下标
order = order[inds + 1] #删除IOU大于阈值的框 return keep
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