更好的准确性和效率权衡在对象检测中是一个具有挑战性的问题。在这项工作中,我们致力于研究对象检测的关键优化和神经网络架构选择,以提高准确性和效率。我们调查了无锚策略对轻质对象检测模型的适用性。我们增强了骨干结构并设计了颈部的轻质结构,从而提高了网络的特征提取能力。我们改善标签分配策略和损失功能,使培训更稳定和高效。通过这些优化,我们创建了一个名为PP-Picodet的新的实时对象探测器系列,这在移动设备的对象检测上实现了卓越的性能。与其他流行型号相比,我们的模型在准确性和延迟之间实现了更好的权衡。 Picodet-s只有0.99m的参数达到30.6%的地图,它是地图的绝对4.8%,同时与yolox-nano相比将移动CPU推理延迟减少55%,并且与Nanodet相比,MAP的绝对改善了7.1%。当输入大小为320时,它在移动臂CPU上达到123个FPS(使用桨Lite)。Picodet-L只有3.3M参数,达到40.9%的地图,这是地图的绝对3.7%,比yolov5s更快44% 。如图1所示,我们的模型远远优于轻量级对象检测的最先进的结果。代码和预先训练的型号可在https://github.com/paddlepaddle/paddledentions提供。
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无人驾驶飞机(UAV)的实时对象检测是一个具有挑战性的问题,因为Edge GPU设备作为物联网(IoT)节点的计算资源有限。为了解决这个问题,在本文中,我们提出了一种基于Yolox模型的新型轻型深度学习体系结构,用于Edge GPU上的实时对象检测。首先,我们设计了一个有效且轻巧的PixSF头,以更换Yolox的原始头部以更好地检测小物体,可以将其进一步嵌入深度可分离的卷积(DS Conv)中,以达到更轻的头。然后,开发为减少网络参数的颈层中的较小结构,这是精度和速度之间的权衡。此外,我们将注意模块嵌入头层中,以改善预测头的特征提取效果。同时,我们还改进了标签分配策略和损失功能,以减轻UAV数据集的类别不平衡和盒子优化问题。最后,提出了辅助头进行在线蒸馏,以提高PIXSF Head中嵌入位置嵌入和特征提取的能力。在NVIDIA Jetson NX和Jetson Nano GPU嵌入平台上,我们的轻质模型的性能得到了实验验证。扩展的实验表明,与目前的模型相比,Fasterx模型在Visdrone2021数据集中实现了更好的折衷和延迟之间的折衷。
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In this report, we present PP-YOLOE, an industrial state-of-the-art object detector with high performance and friendly deployment. We optimize on the basis of the previous PP-YOLOv2, using anchor-free paradigm, more powerful backbone and neck equipped with CSPRepResStage, ET-head and dynamic label assignment algorithm TAL. We provide s/m/l/x models for different practice scenarios. As a result, PP-YOLOE-l achieves 51.4 mAP on COCO test-dev and 78.1 FPS on Tesla V100, yielding a remarkable improvement of (+1.9 AP, +13.35% speed up) and (+1.3 AP, +24.96% speed up), compared to the previous state-of-the-art industrial models PP-YOLOv2 and YOLOX respectively. Further, PP-YOLOE inference speed achieves 149.2 FPS with TensorRT and FP16-precision. We also conduct extensive experiments to verify the effectiveness of our designs. Source code and pre-trained models are available at https://github.com/PaddlePaddle/PaddleDetection.
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多年来,Yolo系列一直是有效对象检测的事实上的行业级别标准。尤洛社区(Yolo Community)绝大多数繁荣,以丰富其在众多硬件平台和丰富场景中的使用。在这份技术报告中,我们努力将其限制推向新的水平,以坚定不移的行业应用心态前进。考虑到对真实环境中速度和准确性的多种要求,我们广泛研究了行业或学术界的最新对象检测进步。具体而言,我们从最近的网络设计,培训策略,测试技术,量化和优化方法中大量吸收了思想。最重要的是,我们整合了思想和实践,以在各种规模上建立一套可供部署的网络,以适应多元化的用例。在Yolo作者的慷慨许可下,我们将其命名为Yolov6。我们还向用户和贡献者表示热烈欢迎,以进一步增强。为了了解性能,我们的Yolov6-N在NVIDIA TESLA T4 GPU上以1234 fps的吞吐量在可可数据集上击中35.9%的AP。 Yolov6-S在495 fps处的43.5%AP罢工,在相同规模〜(Yolov5-S,Yolox-S和Ppyoloe-S)上超过其他主流探测器。我们的量化版本的Yolov6-S甚至在869 fps中带来了新的43.3%AP。此外,与其他推理速度相似的检测器相比,Yolov6-m/L的精度性能(即49.5%/52.3%)更好。我们仔细进行了实验以验证每个组件的有效性。我们的代码可在https://github.com/meituan/yolov6上提供。
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In this report, we present a fast and accurate object detection method dubbed DAMO-YOLO, which achieves higher performance than the state-of-the-art YOLO series. DAMO-YOLO is extended from YOLO with some new technologies, including Neural Architecture Search (NAS), efficient Reparameterized Generalized-FPN (RepGFPN), a lightweight head with AlignedOTA label assignment, and distillation enhancement. In particular, we use MAE-NAS, a method guided by the principle of maximum entropy, to search our detection backbone under the constraints of low latency and high performance, producing ResNet-like / CSP-like structures with spatial pyramid pooling and focus modules. In the design of necks and heads, we follow the rule of "large neck, small head". We import Generalized-FPN with accelerated queen-fusion to build the detector neck and upgrade its CSPNet with efficient layer aggregation networks (ELAN) and reparameterization. Then we investigate how detector head size affects detection performance and find that a heavy neck with only one task projection layer would yield better results. In addition, AlignedOTA is proposed to solve the misalignment problem in label assignment. And a distillation schema is introduced to improve performance to a higher level. Based on these new techs, we build a suite of models at various scales to meet the needs of different scenarios, i.e., DAMO-YOLO-Tiny/Small/Medium. They can achieve 43.0/46.8/50.0 mAPs on COCO with the latency of 2.78/3.83/5.62 ms on T4 GPUs respectively. The code is available at https://github.com/tinyvision/damo-yolo.
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近年来,基于深度学习的面部检测算法取得了长足的进步。这些算法通常可以分为两类,即诸如更快的R-CNN和像Yolo这样的单阶段检测器之类的两个阶段检测器。由于准确性和速度之间的平衡更好,因此在许多应用中广泛使用了一阶段探测器。在本文中,我们提出了一个基于一阶段检测器Yolov5的实时面部检测器,名为Yolo-Facev2。我们设计一个称为RFE的接收场增强模块,以增强小面的接受场,并使用NWD损失来弥补IOU对微小物体的位置偏差的敏感性。对于面部阻塞,我们提出了一个名为Seam的注意模块,并引入了排斥损失以解决它。此外,我们使用重量函数幻灯片来解决简单和硬样品之间的不平衡,并使用有效的接收场的信息来设计锚。宽面数据集上的实验结果表明,在所有简单,中和硬子集中都可以找到我们的面部检测器及其变体的表现及其变体。源代码https://github.com/krasjet-yu/yolo-facev2
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本文分析了面部检测体系结构的设计选择,以提高计算成本和准确性之间的效率。具体而言,我们重新检查了标准卷积块作为面部检测的轻质骨干结构的有效性。与当前的轻质体系结构设计的趋势(大量利用了可分开的卷积层)不同,我们表明,使用类似的参数大小时,大量通道绕的标准卷积层可以实现更好的准确性和推理速度。关于目标数据域的特征的分析,该观察结果得到了支持。根据我们的观察,我们建议使用高度降低的通道使用Resnet,与其他移动友好网络(例如Mobilenet-V1,-V2,-V3)相比,它具有高度效率。从广泛的实验中,我们表明所提出的主链可以以更快的推理速度替换最先进的面部检测器的主链。此外,我们进一步提出了一种最大化检测性能的新功能聚合方法。我们提出的检测器ERESFD获得了更宽的面部硬子子集的80.4%地图,该图仅需37.7 ms即可在CPU上进行VGA图像推断。代码将在https://github.com/clovaai/eresfd上找到。
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Arbitrary-oriented object detection is a fundamental task in visual scenes involving aerial images and scene text. In this report, we present PP-YOLOE-R, an efficient anchor-free rotated object detector based on PP-YOLOE. We introduce a bag of useful tricks in PP-YOLOE-R to improve detection precision with marginal extra parameters and computational cost. As a result, PP-YOLOE-R-l and PP-YOLOE-R-x achieve 78.14 and 78.28 mAP respectively on DOTA 1.0 dataset with single-scale training and testing, which outperform almost all other rotated object detectors. With multi-scale training and testing, PP-YOLOE-R-l and PP-YOLOE-R-x further improve the detection precision to 80.02 and 80.73 mAP. In this case, PP-YOLOE-R-x surpasses all anchor-free methods and demonstrates competitive performance to state-of-the-art anchor-based two-stage models. Further, PP-YOLOE-R is deployment friendly and PP-YOLOE-R-s/m/l/x can reach 69.8/55.1/48.3/37.1 FPS respectively on RTX 2080 Ti with TensorRT and FP16-precision. Source code and pre-trained models are available at https://github.com/PaddlePaddle/PaddleDetection, which is powered by https://github.com/PaddlePaddle/Paddle.
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无锚的检测器基本上将对象检测作为密集的分类和回归。对于流行的无锚检测器,通常是引入单个预测分支来估计本地化的质量。当我们深入研究分类和质量估计的实践时,会观察到以下不一致之处。首先,对于某些分配了完全不同标签的相邻样品,训练有素的模型将产生相似的分类分数。这违反了训练目标并导致绩效退化。其次,发现检测到具有较高信心的边界框与相应的地面真相具有较小的重叠。准确的局部边界框将被非最大抑制(NMS)过程中的精确量抑制。为了解决不一致问题,提出了动态平滑标签分配(DSLA)方法。基于最初在FCO中开发的中心概念,提出了平稳的分配策略。在[0,1]中将标签平滑至连续值,以在正样品和负样品之间稳定过渡。联合(IOU)在训练过程中会动态预测,并与平滑标签结合。分配动态平滑标签以监督分类分支。在这样的监督下,质量估计分支自然合并为分类分支,这简化了无锚探测器的体系结构。全面的实验是在MS Coco基准上进行的。已经证明,DSLA可以通过减轻上述无锚固探测器的不一致来显着提高检测准确性。我们的代码在https://github.com/yonghaohe/dsla上发布。
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面部检测是为了在图像中搜索面部的所有可能区域,并且如果有任何情况,则定位面部。包括面部识别,面部表情识别,面部跟踪和头部姿势估计的许多应用假设面部的位置和尺寸在图像中是已知的。近几十年来,研究人员从Viola-Jones脸上检测器创造了许多典型和有效的面部探测器到当前的基于CNN的CNN。然而,随着图像和视频的巨大增加,具有面部刻度的变化,外观,表达,遮挡和姿势,传统的面部探测器被挑战来检测野外面孔的各种“脸部。深度学习技术的出现带来了非凡的检测突破,以及计算的价格相当大的价格。本文介绍了代表性的深度学习的方法,并在准确性和效率方面提出了深度和全面的分析。我们进一步比较并讨论了流行的并挑战数据集及其评估指标。进行了几种成功的基于深度学习的面部探测器的全面比较,以使用两个度量来揭示其效率:拖鞋和延迟。本文可以指导为不同应用选择合适的面部探测器,也可以开发更高效和准确的探测器。
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本文提出了平行残留的双融合特征金字塔网络(PRB-FPN),以快速准确地单光对象检测。特征金字塔(FP)在最近的视觉检测中被广泛使用,但是由于汇总转换,FP的自上而下的途径无法保留准确的定位。随着使用更多层的更深骨干,FP的优势被削弱了。此外,它不能同时准确地检测到小物体。为了解决这些问题,我们提出了一种新的并行FP结构,具有双向(自上而下和自下而上)的融合以及相关的改进,以保留高质量的特征以进行准确定位。我们提供以下设计改进:(1)具有自下而上的融合模块(BFM)的平行分歧FP结构,以高精度立即检测小物体和大对象。 (2)串联和重组(CORE)模块为特征融合提供了自下而上的途径,该途径导致双向融合FP,可以从低层特征图中恢复丢失的信息。 (3)进一步纯化核心功能以保留更丰富的上下文信息。自上而下和自下而上的途径中的这种核心净化只能在几次迭代中完成。 (4)将残留设计添加到核心中,导致了一个新的重核模块,该模块可以轻松训练和集成,并具有更深入或更轻的骨架。所提出的网络可在UAVDT17和MS COCO数据集上实现最新性能。代码可在https://github.com/pingyang1117/prbnet_pytorch上找到。
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物体检测在计算机视觉中取得了巨大的进步。具有外观降级的小物体检测是一个突出的挑战,特别是对于鸟瞰观察。为了收集足够的阳性/阴性样本进行启发式训练,大多数物体探测器预设区域锚,以便将交叉联盟(iou)计算在地面判处符号数据上。在这种情况下,小物体经常被遗弃或误标定。在本文中,我们提出了一种有效的动态增强锚(DEA)网络,用于构建新颖的训练样本发生器。与其他最先进的技术不同,所提出的网络利用样品鉴别器来实现基于锚的单元和无锚单元之间的交互式样本筛选,以产生符合资格的样本。此外,通过基于保守的基于锚的推理方案的多任务联合训练增强了所提出的模型的性能,同时降低计算复杂性。所提出的方案支持定向和水平对象检测任务。对两个具有挑战性的空中基准(即,DotA和HRSC2016)的广泛实验表明,我们的方法以适度推理速度和用于训练的计算开销的准确性实现最先进的性能。在DotA上,我们的DEA-NET与ROI变压器的基线集成了0.40%平均平均精度(MAP)的先进方法,以便用较弱的骨干网(Resnet-101 VS Resnet-152)和3.08%平均 - 平均精度(MAP),具有相同骨干网的水平对象检测。此外,我们的DEA网与重新排列的基线一体化实现最先进的性能80.37%。在HRSC2016上,它仅使用3个水平锚点超过1.1%的最佳型号。
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In this paper, we aim to design an efficient real-time object detector that exceeds the YOLO series and is easily extensible for many object recognition tasks such as instance segmentation and rotated object detection. To obtain a more efficient model architecture, we explore an architecture that has compatible capacities in the backbone and neck, constructed by a basic building block that consists of large-kernel depth-wise convolutions. We further introduce soft labels when calculating matching costs in the dynamic label assignment to improve accuracy. Together with better training techniques, the resulting object detector, named RTMDet, achieves 52.8% AP on COCO with 300+ FPS on an NVIDIA 3090 GPU, outperforming the current mainstream industrial detectors. RTMDet achieves the best parameter-accuracy trade-off with tiny/small/medium/large/extra-large model sizes for various application scenarios, and obtains new state-of-the-art performance on real-time instance segmentation and rotated object detection. We hope the experimental results can provide new insights into designing versatile real-time object detectors for many object recognition tasks. Code and models are released at https://github.com/open-mmlab/mmdetection/tree/3.x/configs/rtmdet.
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标签分配在现代对象检测模型中起着重要作用。检测模型可能会通过不同的标签分配策略产生完全不同的性能。对于基于锚的检测模型,锚点及其相应的地面真实边界框之间的IO(与联合的交点)是关键要素,因为正面样品和负样品除以IOU阈值。早期对象探测器仅利用所有训练样本的固定阈值,而最近的检测算法则基于基于IOUS到地面真相框的分布而着重于自适应阈值。在本文中,我们介绍了一种简单的同时有效的方法,可以根据预测的培训状态动态执行标签分配。通过在标签分配中引入预测,选择了更高的地面真相对象的高质量样本作为正样本,这可以减少分类得分和IOU分数之间的差异,并生成更高质量的边界框。我们的方法显示了使用自适应标签分配算法和这些正面样本的下限框损失的检测模型的性能的改进,这表明将更多具有较高质量预测盒的样品选择为阳性。
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对象检测是计算机视觉中的重要下游任务。对于车载边缘计算平台,很难实现实时检测要求。而且,由大量可分开的卷积层建立的轻巧模型无法达到足够的精度。我们引入了一种新的轻质卷积技术GSCONV,以减轻模型,但保持准确性。 GSCONV在模型的准确性和速度之间取得了极好的权衡。而且,我们提供了一个设计范式,即纤细的颈部,以实现探测器的更高计算成本效益。在二十多组比较实验中,我们的方法的有效性得到了强有力的证明。特别是,通过我们的方法改善的检测器获得了最先进的结果(例如,与原件相比,在Tesla T4 GPU上以〜100fps的速度为70.9%MAP0.5。代码可从https://github.com/alanli1997/slim-neck-by-gsconv获得。
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Model efficiency has become increasingly important in computer vision. In this paper, we systematically study neural network architecture design choices for object detection and propose several key optimizations to improve efficiency. First, we propose a weighted bi-directional feature pyramid network (BiFPN), which allows easy and fast multiscale feature fusion; Second, we propose a compound scaling method that uniformly scales the resolution, depth, and width for all backbone, feature network, and box/class prediction networks at the same time. Based on these optimizations and better backbones, we have developed a new family of object detectors, called EfficientDet, which consistently achieve much better efficiency than prior art across a wide spectrum of resource constraints. In particular, with singlemodel and single-scale, our EfficientDet-D7 achieves stateof-the-art 55.1 AP on COCO test-dev with 77M parameters and 410B FLOPs 1 , being 4x -9x smaller and using 13x -42x fewer FLOPs than previous detectors. Code is available at https://github.com/google/automl/tree/ master/efficientdet.
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Yolov7在5 fps到160 fps的速度和准确性上都超过了所有已知对象探测器,并且在GPU V100上具有30 fps或更高的所有已知实时对象探测器中,精度最高的56.8%AP。YOLOV7-E6对象检测器(56 fps v100,55.9%AP)优于两个基于变压器的检测器SWIN-L-CASCADE MAKS R-CNN(9.2 fps A100,53.9%AP)的速度和2%的准确性和2%基于卷积的检测器Convnext-XL级联膜面罩R-CNN(8.6 fps a100,55.2%AP)的速度为551%,精度为0.7%AP,Yolov7优于:Yolor,Yolox,Yolox,Scaled-Yolov4,Yolov4,Yolov5,Yolov5,Yolov5,Yolov5,Yolov5,Yolov5,Yolov5,Yolov5,Yolov5,DETR,可变形的DETR,DINO-5SCALE-R50,VIT-ADAPTER-B和许多其他对象探测器的速度和准确性。此外,我们仅在不使用任何其他数据集或预先训练的权重的情况下从头开始训练Yolov7。源代码在https://github.com/wongkinyiu/yolov7中发布。
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近年来,图像识别应用程序已迅速发展。在不同的领域中出现了大量的研究和技术,例如人脸识别,行人和车辆重新识别,地标检索和产品识别。在本文中,我们提出了一种实用的轻质图像识别系统,名为PP-Shitu,包括以下3个模块,主体检测,特征提取和矢量搜索。我们介绍了公制学习,深哈希,知识蒸馏和模型量化,包括提高精度和推理速度的流行策略。具有上述策略,PP-Shitu在不同的场景中运行良好,其中一组模型在混合数据集上培训。不同数据集和基准测试的实验表明,该系统在图像识别的不同域中广泛有效。所有上述型号都是开放的,并且代码在PaddlePaddle上的GitHub存储库Paddleclas中提供。
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在传统的对象检测框架中,从图像识别模型继承的骨干体提取了深层特征,然后颈部模块融合了这些潜在特征,以在不同的尺度上捕获信息。由于对象检测的分辨率比图像识别大得多,因此骨干的计算成本通常主导了总推断成本。这种沉重的背部设计范式主要是由于历史遗产将图像识别模型传输到对象检测时,而不是端到端的优化设计以进行对象检测。在这项工作中,我们表明这种范式确实导致了亚最佳对象检测模型。为此,我们提出了一种新型的重颈范式,长颈鹿,这是一个类似长颈鹿的网络,用于有效的对象检测。长颈鹿使用极轻的骨干和非常深的颈部模块,可同时同时在不同的空间尺度以及不同级别的潜在语义之间进行密集的信息交换。该设计范式允许检测器即使在网络的早期阶段,也可以在相同的优先级处理高级语义信息和低级空间信息,从而使其在检测任务中更有效。对多个流行对象检测基准的数值评估表明,长颈鹿在广泛的资源约束中始终优于先前的SOTA模型。源代码可在https://github.com/jyqi/giraffedet上获得。
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深神网络的对象探测器正在不断发展,并用于多种应用程序,每个应用程序都有自己的要求集。尽管关键安全应用需要高准确性和可靠性,但低延迟任务需要资源和节能网络。不断提出了实时探测器,在高影响现实世界中是必需的,但是它们过分强调了准确性和速度的提高,而其他功能(例如多功能性,鲁棒性,资源和能源效率)则被省略。现有网络的参考基准不存在,设计新网络的标准评估指南也不存在,从而导致比较模棱两可和不一致的比较。因此,我们对广泛的数据集进行了多个实时探测器(基于锚点,关键器和变压器)的全面研究,并报告了一系列广泛指标的结果。我们还研究了变量,例如图像大小,锚固尺寸,置信阈值和架构层对整体性能的影响。我们分析了检测网络的鲁棒性,以防止分配变化,自然腐败和对抗性攻击。此外,我们提供了校准分析来评估预测的可靠性。最后,为了强调现实世界的影响,我们对自动驾驶和医疗保健应用进行了两个独特的案例研究。为了进一步衡量关键实时应用程序中网络的能力,我们报告了在Edge设备上部署检测网络后的性能。我们广泛的实证研究可以作为工业界对现有网络做出明智选择的指南。我们还希望激发研究社区的设计和评估网络的新方向,该网络着重于更大而整体的概述,以实现深远的影响。
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