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目標檢測“Perceptual Generative Adversarial Networks for Small Object Detection”

解決小目標檢測問題的一般方法:提高輸入影象的解析度,會增加運算量;多尺度特徵表示,結果不可控。
方法提出
論文使用感知生成式對抗網路(Perceptual GAN)提高小物體檢測率,generator將小物體的poor表示轉換成super-resolved的表示,discriminator與generator以競爭的方式分辨特徵。Perceptual GAN挖掘不同尺度物體間的結構關聯,提高小物體的特徵表示,使之與大物體類似。包含兩個子網路,生成網路和感知分辨網路。生成網路是一個深度殘差特徵生成模型,通過引入低層精細粒度的特徵將原始的較差的特徵轉換為高分變形的特徵。分辨網路一方面分辨小物體生成的高解析度特徵與真實大物體特徵,另一方面使用感知損失提升檢測率。在交通標誌資料庫Tsinghua-Tencent 100k及Caltech上實驗。

Perceptual GAN
1. 概述
目標函式:
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G標識生成器,D是分辨器。訓練G的過程,最大化D犯錯的概率。x,z是大物體,小物體的表示。學習G將小物體的標識轉換為超分辨的形式,使之類似於大目標的特徵。由於資訊的缺乏,這個過程比較困難。引入附加資訊,學習大物體和小物體見的殘差表示,即,
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分辨器有兩個分支,對抗分支分辨生成的小物體特徵與實際大物體特徵,感知分支解釋生成表示的檢測率增益。使用交替的方式優化生成器和分辨器網路的引數,解決對抗min-max問題。訓練對抗網分支最大化分配相同標籤給小物體生成特徵和大物體特徵的概率。分辨網路是為了儘可能的找出小物體生成特徵和實際大物體特徵的不同。這樣監督生成網路生成更接近實際的小物體特徵。Perceptual GAN總體結構如下圖所示:
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將物體分為大物體和小物體兩個子集,感知分支先在大物體特徵上訓練,獲得較高的檢測率,然後使用小物體訓練生成網路,兩個子集對抗分支。交替訓練生成網路和對抗分支,達到平衡點。
2. 生成網路
深度殘差網路,增強小物體標識,生成器將conv1的輸出作為輸入,經歷卷積,殘差塊學習大物體和小物體間的殘差表示,學到的殘差標識與原con5特徵元素加操作,得到提升的表示。
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3. 分辨網路結構
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實驗結果
與Faster-rcnn相比,小物體檢測率確實提高很多,期待原始碼
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生成網路生存的特徵
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