利用卷积层实现滑动窗口(Convolutional implementation of sliding windows)

本文主要是介绍利用卷积层实现滑动窗口(Convolutional implementation of sliding windows),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 利用滑动窗口进行目标检测时,低级做法是:滑动一下窗口,送入CNN执行一次分类,再滑一下,再分类。。。。这样效率太低。
 我们很容易发现,在每次滑动得到的窗口卷积的过程中,很多地方是重复进行了卷积,那我们可不可以一次性送入整张图片,直接得到所有滑动窗口的结果呢?
Sure!
 假设我们有个14x14x3的图,其要送入如图所示的+全连接的网络进行分类:
在这里插入图片描述
 那么由于全连接层的存在,会改变原先矩阵的结构,无法达到我们只传入一整张图实现所有滑动窗口的目的(即FC的存在会使输入图像固定大小)。
 所以我们先要将全连接层等价地变成卷积层。

How FC layer -----> Conv layer?

在这里插入图片描述
 So easy,看图!最后一层卷积层我们得到了5x5x16的特征图,
 1. 然后第一层全连接层我们换成采用400个5x5x16的卷积核进行卷积。
 2. 第二层卷积用400个1x1x400的卷积核进行卷积
 3. 最后用4个1x1x400代替softmax不就OK。
 其实这样的操作和全连接是一样的,因为我们得出的这400个节点,都是分别用400个卷积核核特征图进行线性加权求和得到,所以和全连接层起到一样的效果。
 (注:全卷积网络参数量没有变,只是为了实现在卷积层上实现滑动窗口,在目标检测中很有用)

Convolutional implementation of sliding windows:

在这里插入图片描述
 假设输入CNN的图片为14x14x3,测试图片为16x16x3。
 那就需要移动窗口(窗口大小:14x14x3),得到4个14x14x3的图片,分别将其输入CNN,得到4个结果。
 这样效率太低,存在很多重复的卷积运算。其实我们可以将整张16x16x3的图输入CNN,如上图(下)所示,最后得出4个小方块,其实每个小方块对刚好就是对应的一个滑动窗口的预测结果(不信的话,你可以自己用笔圈一圈,看看卷积后的结果即懂)。
 这里滑动步幅是2是如何实现的呢?其实是通过max-pooling中的池化参数为2,这就相当于以大小为2的步幅在原始图片上应用CNN。

 以上我们就实现了在卷积层上应用滑动窗口,它能够提高整个检测算法的效率。
 不过这种算法仍然存在一个缺点,就是边界框的位置可能不够准确。其中一个能得到更精准边界框的算法是YOLO算法,基本思想就是将图像划分成nxn个grid cell,对象的中点落在哪个cell中,哪个cell就负责该对象的预测。。。。这里就不讲YOLO了哈哈哈。

参考:Andrew Ng 的教学视频

这篇关于利用卷积层实现滑动窗口(Convolutional implementation of sliding windows)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/274527

相关文章

Spring Boot整合Redis注解实现增删改查功能(Redis注解使用)

《SpringBoot整合Redis注解实现增删改查功能(Redis注解使用)》文章介绍了如何使用SpringBoot整合Redis注解实现增删改查功能,包括配置、实体类、Repository、Se... 目录配置Redis连接定义实体类创建Repository接口增删改查操作示例插入数据查询数据删除数据更

Java Lettuce 客户端入门到生产的实现步骤

《JavaLettuce客户端入门到生产的实现步骤》本文主要介绍了JavaLettuce客户端入门到生产的实现步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要... 目录1 安装依赖MavenGradle2 最小化连接示例3 核心特性速览4 生产环境配置建议5 常见问题

linux ssh如何实现增加访问端口

《linuxssh如何实现增加访问端口》Linux中SSH默认使用22端口,为了增强安全性或满足特定需求,可以通过修改SSH配置来增加或更改SSH访问端口,具体步骤包括修改SSH配置文件、增加或修改... 目录1. 修改 SSH 配置文件2. 增加或修改端口3. 保存并退出编辑器4. 更新防火墙规则使用uf

Java 的ArrayList集合底层实现与最佳实践

《Java的ArrayList集合底层实现与最佳实践》本文主要介绍了Java的ArrayList集合类的核心概念、底层实现、关键成员变量、初始化机制、容量演变、扩容机制、性能分析、核心方法源码解析、... 目录1. 核心概念与底层实现1.1 ArrayList 的本质1.1.1 底层数据结构JDK 1.7

C++中unordered_set哈希集合的实现

《C++中unordered_set哈希集合的实现》std::unordered_set是C++标准库中的无序关联容器,基于哈希表实现,具有元素唯一性和无序性特点,本文就来详细的介绍一下unorder... 目录一、概述二、头文件与命名空间三、常用方法与示例1. 构造与析构2. 迭代器与遍历3. 容量相关4

C++中悬垂引用(Dangling Reference) 的实现

《C++中悬垂引用(DanglingReference)的实现》C++中的悬垂引用指引用绑定的对象被销毁后引用仍存在的情况,会导致访问无效内存,下面就来详细的介绍一下产生的原因以及如何避免,感兴趣... 目录悬垂引用的产生原因1. 引用绑定到局部变量,变量超出作用域后销毁2. 引用绑定到动态分配的对象,对象

SpringBoot基于注解实现数据库字段回填的完整方案

《SpringBoot基于注解实现数据库字段回填的完整方案》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何基于注解实现数据库字段回填的相关方法,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以了解... 目录数据库表pom.XMLRelationFieldRelationFieldMapping基础的一些代

Java HashMap的底层实现原理深度解析

《JavaHashMap的底层实现原理深度解析》HashMap基于数组+链表+红黑树结构,通过哈希算法和扩容机制优化性能,负载因子与树化阈值平衡效率,是Java开发必备的高效数据结构,本文给大家介绍... 目录一、概述:HashMap的宏观结构二、核心数据结构解析1. 数组(桶数组)2. 链表节点(Node

Java AOP面向切面编程的概念和实现方式

《JavaAOP面向切面编程的概念和实现方式》AOP是面向切面编程,通过动态代理将横切关注点(如日志、事务)与核心业务逻辑分离,提升代码复用性和可维护性,本文给大家介绍JavaAOP面向切面编程的概... 目录一、AOP 是什么?二、AOP 的核心概念与实现方式核心概念实现方式三、Spring AOP 的关

Python实现字典转字符串的五种方法

《Python实现字典转字符串的五种方法》本文介绍了在Python中如何将字典数据结构转换为字符串格式的多种方法,首先可以通过内置的str()函数进行简单转换;其次利用ison.dumps()函数能够... 目录1、使用json模块的dumps方法:2、使用str方法:3、使用循环和字符串拼接:4、使用字符