Selective Search for Object Recognition 論文筆記【圖片目標分割】

分類:IT技術 時間:2017-07-05

 這篇筆記,僅僅是對選擇性算法介紹一下原理性知識,不對公式進行推倒.

前言:

這篇論文介紹的是,如果快速的找到的可能是物體目標的區域,不像使用傳統的滑動窗口來暴力進行區域識別.這裏是使用算法從多個維度對找到圖片中,可能的區域目標,減少目標碎片,提升物體檢測效率. 下面是這篇文章的筆記:

 

介紹及引言:

   圖片是分層次的,比如下圖中a:

      

   沙拉和匙在沙拉碗裏,而碗又在桌子上,另外桌子和木頭有關或者說桌子和桌子上的所有東西有關.所以圖片中的目標是有層次的. 圖片分割應該按層次來,也不存在使用單個策略這樣通用的方法來進行圖片分割,所以對圖片分割都是基於多個策略,但是這樣又會在合並區域的時候產生沖突. 比如說上圖中的b圖,貓可以使用顏色進行分割,但是它們的紋理是一樣的. 相反的 ; 圖C中的變色龍和周圍的葉子在顏色上是相似的,但是在紋理上確實不同的.最後,圖d中,汽車輪子和汽車在顏色和紋理上都是不同的,但是和汽車的形狀吻合度很高. 對於這三個圖,采用他們其中的一種視覺特征是無法來對它們進行圖片分割的.

  在這篇文章中,作者結合直覺分割算法和窮舉搜索算法來提出這個selective search(選擇性搜索)算法,使用直覺分割算法是希望達到結合圖片的結構層次從下至上來分割,來產生目標區域. 使用窮舉搜索算法的目的是得到所有可能是目標的區域. 選擇性搜索算法,使用的是多樣化在抽樣算法

  在這篇文章中,作者主要從下面問題來介紹選擇性策略:

           1.  選擇性策略采用的是什麽樣的多樣性策略來自適應分割圖片?.

      2.  選擇性策略在圖片中生成高質量小目標的效率怎麽樣?

      3.  能否使用選擇性策略來結合分類模型和外觀模型來進行目標識別?

選擇性算法介紹:

 特點介紹:

    1. 適用所有尺寸.

     目標可以以任意尺寸出現在圖片中,甚至有些目標和其他目標的邊界並不明顯,面對這些問題,選擇性算法會對所有的目標尺寸進行記錄,就像下圖一樣,

可以很容易使用層次算法來實現.

     2. 多樣化.

       單個的策略無法去處理各種各樣差異化區域. 所以使用了多種策略比如顏色空間,紋理,吻合度等.

                 3. 快速的計算.

流程介紹:

 選擇性算法使用的是按層次合並算法(Hierarchical Grouping),基本思路是這樣:

    通過對一張圖片從低向上進行層次劃分,當我們劃出一個大區域時,繼續在這個大區域中叠代劃分,直到劃不出區域為止.並將這個過程中產生的所有的區域記錄下來,

在通過顏色,紋理,吻合度,大小來將這些細碎的區域進行合並.這種方式不需要設定滑動窗口,滑動格子,可以適應於任何目標的尺寸.

             那麽這個算法的具體過程:

   

   1. 首先使用Efficient Graph-Based Image Segmentation論文中的方法來按層次來快速得到分割區域R

   2. 初始化相似度集合S

           3. 從分割區域集合R中來兩兩計算相似度,放入到相似度S集合中.

           4. 從相似度S集合中,取出相似度最高的兩個分割區域.然後將這兩個區域進行合並,並放入到R中,然後從相似度S集合中去除掉

    這兩個分割區域相關聯的區域.然後計算合並的新區域 和它鄰近區域的相似性,放入到S中,這樣循環.直到S集合為空集 

   5.重復3直到這個區域變為一個.

   然後輸出在這個過程中的所有的變化的區域.

關於多樣性策略:

  分為兩個大部分: 顏色空間多樣性,區域相似度多樣性 

  1.  顏色空間多樣性包含八種:  [1]. RGB,[2]. I灰度圖(grey), [3]. Lab,[4]. RGB圖像中歸一化的rg通道和圖像的灰度圖. [5].HSV

   [6].歸一化的rbg,[7].C,[8].H

       2. 區域相似度多樣性: 對紋理,吻合度,大小這幾個特征進行計算

具體推倒過程,見論文.

那麽選擇性算法在物體識別中如何使用的呢?

   

我們使用選擇性算法獲取到一系列可能有目標的區域L,然後我們將我們事先打好標簽的目標區域(我們成為的GT)作為正樣本,在L集合中的區域中和GT的IOU在0.2~0.5之間的作為這個類的負樣本,對於重合度及IOU超過0.7的負樣本,我將它丟掉,然後對這些區域的數據,進行特征提取,論文中使用的SIFT算法,然後將這些特征中一起放入到線性SVM進行該類進行訓練.然後將得分很高的錯誤樣本,放入到負樣本中繼續訓練.依次往復.

 


Tags: 算法 分割 圖片 選擇性 目標 使用

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