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  • Selective search

    传统的检测就是使用不同大小的窗口进行穷举,用分类器判断哪个窗口是目标。SS不想穷举,可以根据颜色、纹理的信息把图片分成不同的区域,这样就能够提取出大概包含目标的区域了,然后用这个粗略的区域在进行进一步的筛选。

    问题:

    1、要划分完全,不能漏掉,有的object之间是纹理不一样,有的是颜色不一样,单一的判断标准肯定无法完全cover所有的候选区域。

    2、层次关系和尺度关系,轮胎是object,车子也是obeject,车子包含了轮胎,这是层次关系。轮胎的尺度小,所以用合适尺度的窗口来扫描图像才行,这是尺度关系。

    3、速度,一定要比穷举快,不然没意义。

    确定有用的特征

    例一:

    这两只猫咪的纹理是类似,所以纹理特征就不具有参考价值了。

    但是用颜色可以很好地区分出来。

    例二:

    这时候颜色特征不管用了,纹理特征、边缘特征有用。

    例三:

    人当然会把轮胎看成是汽车的一部分,但是机器不会啊!

    很明显颜色、纹理特征差距非常明显,怎么会划分为一个目标呢?

    SS策略也是遍历所有尺度,但是不是穷举,而是先得到小尺度区域,一次次合并得到大的尺寸,这样符合人类的视觉认知。既然特征很多,就把所有的特征都用上,然后进行排序,想要多少个候选区域,就产生多少个候选区域。

    首先将图像分割成很多小块(图像分割方法),计算每两个相邻区域的相似度,然后每次合并最相似的两块,知道最终只剩下一块完整的图片。过程中每次产生的图像块都保存下来,这样就得到了图像的分层表示。怎样计算相似度?

    为了尽最大可能去分割所有情景的图片我们得保持特征的多样性,第一是通过色彩空间转换,将原始色彩空间转化到多达八种的色彩空间,然后通过综合了多种特征(颜色、纹理等)距离计算方式。

    (1)颜色空间转换

    (2)距离计算方式

    颜色距离

    对各个通道计算颜色直方图,然后取各个对应bins的直方图最小值。这样做的话两个区域合并后的直方图也很好计算,直接通过直方图大小加权区域大小然后除以总区域大小就好了。

    纹理距离

    纹理距离计算方式和颜色距离几乎一样,我们计算每个区域的快速sift特征,其中方向个数为8,3个通道,每个通道bins为10,对于每幅图像得到240维的纹理直方图,然后通过上式计算距离。

    (3)优先合并小的区域

    如果仅仅是通过颜色和纹理特征合并的话,很容易使得合并后的区域不断吞并周围的区域,后果就是多尺度只应用在了那个局部,而不是全局的多尺度。因此我们给小的区域更多的权重,这样保证在图像每个位置都是多尺度的在合并。

    (4)区域的合适度度距离

    不仅要考虑每个区域特征的吻合程度,区域的吻合度也是重要的,吻合度的意思是合并后的区域要尽量规范,不能合并后出现断崖的区域,这样明显不符合常识,体现出来就是区域的外接矩形的重合面积要大。因此区域的合适度距离定义为:

    (5)综合各种距离

    现在各种距离都计算出来,我们要做的就是整合这些距离,通过多种策略去得到区域建议,最简单的方法当然是加权咯:

    (6)参数初始化多样性

    基于基于图的图像分割得到初始区域,而这个初始区域对于最终的影响是很大的,因此我们通过多种参数初始化图像分割,也算是扩充了多样性。

    (7)给区域打分

    通过上述的步骤我们能够得到很多很多的区域,但是显然不是每个区域作为目标的可能性都是相同的,因此我们需要衡量这个可能性。

    给予最先合并的图片块较大的权重,比如最后一块完整图像权重为1,倒数第二次合并的区域权重为2以此类推。

    但是当我们策略很多,多样性很多的时候呢,这个权重就会有太多的重合了,排序不好搞啊。文章做法是给他们乘以一个随机数,毕竟3分看运气嘛,然后对于相同的区域多次出现的也叠加下权重,毕竟多个方法都说你是目标,也是有理由的嘛。这样我就得到了所有区域的目标分数,也就可以根据自己的需要选择需要多少个区域了。

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