Oriented R-CNN:面向旋转目标检测的 R-CNN(ICCV2021)

论文链接:《Oriented R-CNN for Object Detection》
代码链接:https://github.com/jbwang1997/OBBDetection

本文提出一种通用的两阶段旋转目标检测器,具有良好的准确性和效率,表现SOTA!性能优于Mask OBBSCRDet等网络,代码现已开源!作者单位:西北工业大学

    前言:文章是旋转目标检测的新作,旋转目标检测作为近几年被认可的研究领域(之前没有相关数据集,审稿人也不是很认可)
    所以,有必要先介绍一下旋转目标检测的研究现状和数据集,不需要的同学可以跳过

一. 旋转目标检测——研究现状

1.1. 之前的算法

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图1. DOTA旋转目标赛道实时排名(2019年12-22)

1.2. 旋转目标检测——数据集

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1.3. 开源代码

二. 《Oriented R-CNN for Object Detection》文章简介

    当前最先进的两级检测器通过耗时的方案生成定向建议。这降低了检测器的速度,从而成为先进的面向对象检测系统的计算瓶颈。
    这项工作提出了一种有效且简单的面向对象检测框架,称为 Oriented R-CNN,它是一种通用的两阶段面向检测器,具有良好的准确性和效率。
    具体来说,在第一阶段,我们提出了一个面向区域提案网络(orientation RPN),它以几乎免费的方式直接生成高质量的面向提案。第二阶段是面向 R-CNN 头,用于细化面向的兴趣区域(面向的 RoI)并识别它们。
    在没有技巧的情况下,带有 ResNet50 的面向 R-CNN 在两个常用的面向对象检测数据集上实现了最先进的检测精度,包括 DOTA (75.87% mAP) 和 HRSC2016 (96.50% mAP),同时速度为 15.1图像大小为 1024 的 FPS1024 在单个 RTX 2080Ti 上。我们希望我们的工作能够激发对定向检测器设计的重新思考,并作为定向目标检测的基准。
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图1:生成面向对象提案的不同方案的比较。

  • (a)旋转RPN密集放置不同尺度、比例和角度的旋转锚。
  • (b)RoI Transformer+从水平RoI中学习面向的建议。它包括RPN、RoI校准和回归。
  • ©我们提出的面向对象的RPN。定向RPN的参数数约为RoI Transformer+的1/3000,旋转RPN的1/15。

三. 《Oriented R-CNN for Object Detection》文章详解

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图2:oriented R-CNN的总体框架,它是基于FPN的两级检测器。

    第一阶段通过有向RPN生成有向提案,第二阶段是有向R-CNN头部对提案进行分类并细化其空间位置。为了更清楚地说明,我们没有显示面向RPN中的FPN以及分类分支。
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图3:中点偏移表示的说明。

  • (a)中点偏移表示示意图。(b)中点偏移表示示例。

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图4:盒子回归参数化的说明

  • 黑点是顶部和右侧的中点,橙色的点是有方向的边界框的顶点。
  • (a) Anchor (b)Ground truth box©预测的box。
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图5:旋转RoIAlign的过程示意图

  • 蓝框是有向RPN生成的平行四边形提案
  • 最左边的红框是其对应的用于投影和旋转RoIAlign的矩形提案。

四. 实验结果

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图7:使用R-50-FPN骨干的oriented R-CNN在DOTA数据集上的检测结果示例

  • 当可视化这些结果时,置信阈值被设置为0.3。一种颜色代表一个对象类
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图8:HRSC2016数据集上使用R-50-FPN骨干的面向R-CNN检测结果示例

  • 显示分数高于0.3的定向包围框

版权声明:本文为CSDN博主「凌青羽」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
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