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pytorch implementation of RCNN for the Flower Dates

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qew21/RCNN-pytorch

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RCNN

Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation

工程内容

这个程序是在Liu-Yicheng的TensorFlow版R-CNN基础上移植到Pytorch的内容

开发环境

windows10 + python3.8 + pytorch1.7 + cv2 + scikit-learn

数据集

采用17flowers据集, 官网下载:http://www.robots.ox.ac.uk/~vgg/data/flowers/17/

程序说明

1、config.py---网络定义、训练与数据处理所需要用到的参数
2、Networks.py---用于定义Alexnet_Net模型、SVM模型、边框回归模型
4、process_data.py---用于对训练数据集与微调数据集进行处理(选择性搜索、数据存取等)
5、train_and_test.py---用于各类模型的训练与测试、主函数
6、selectivesearch.py---选择性搜索源码

文件说明

1、train_list.txt---预训练数据,数据在17flowers文件夹中
2、fine_tune_list.txt---微调数据2flowers文件夹中
3、通过RCNN后的区域划分
RCNN_1

4、通过SVM与边框回归之后的最终结果
RCNN_2

论文细节补充:

1.finturn过程:

计算每个region proposal与人工标注的框的IoU,IoU重叠阈值设为0.5,大于这个阈值的作为正样本,其他作为负样本。然后在训练的每一次迭代中都使用32个正样本(包括所有类别)和96个背景样本组成的128张图片的batch进行训练(正样本图片太少了)

2.SVM训练过程:

对每个类都训练一个线性的SVM分类器,训练SVM需要正负样本文件,这里的正样本就是ground-truth框中的图像作为正样本,完全不包含的region proposal应该是负样本,但是对于部分包含某一类物体的region proposal该如何训练?
作者同样是使用IoU阈值的方法,这次的阈值为0.3,计算每一个region proposal与标准框的IoU,小于0.3的作为负样本,其他的全都丢弃。
由于训练样本比较大,作者使用了standard hard negative mining method(具体怎么弄的不清楚)来训练分类器。
作者在补充材料中讨论了为什么fine-tuning和训练SVM时所用的正负样本标准不一样,以及为什么不直接用卷积神经网络的输出来分类而要单独训练SVM来分类,作者提到,刚开始时只是用了ImageNet预训练了CNN,并用提取的特征训练了SVMs,此时用正负样本标记方法就是前面所述的0.3,后来刚开始使用fine-tuning时,使用了这个方法但是发现结果很差,于是通过调试选择了0.5这个方法,作者认为这样可以加大样本的数量,从而避免过拟合。然而,IoU大于0.5就作为正样本会导致网络定位准确度的下降,故使用了SVM来做检测,全部使用ground-truth样本作为正样本,且使用非正样本的,且IoU小于0.3的“hard negatives”,提高了定位的准确度。

3.hard negatives:

在训练过程中会出现 正样本的数量远远小于负样本,这样训练出来的分类器的效果总是有限的,会出现许多false positive。
采取办法可以是,先将正样本与一部分的负样本投入模型进行训练,然后将训练出来的模型去预测剩下未加入训练过程的负样本,当负样本被预测为正样本时,则它就为false positive,就把它加入训练的负样本集,进行下一次训练,知道模型的预测精度不再提升。
这就好比错题集,做错了一道题,把它加入错题集进行学习,学会了这道题,成绩就能得到稍微提升,把自己的错题集都学过去,成绩就达到了相对最优。

参考

1、论文参考:
https://www.computer.org/csdl/proceedings/cvpr/2014/5118/00/5118a580-abs.html
2、代码参考:
https://github.com/Liu-Yicheng/R-CNN https://github.com/yangxue0827/RCNN
https://github.com/edwardbi/DeepLearningModels/tree/master/RCNN
3、博客参考:
http://blog.csdn.net/u011534057/article/details/51218218
http://blog.csdn.net/u011534057/article/details/51218250

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