Adaptive NMS: Refining Pedestrian Detection in a Crowd论文解析

本文主要贡献

(1)提出adaptive-NMS,可以根据目标密度动态改变实例中的抑制阈值;
(2)设计了一个Density-subnet用来学习密度分数,可以方便的嵌入single-stage和two-stage模型中;
(3)实现了CityPersons和CrowdHuman数据集的sota结果。


改进思路
Greedy-NMS
不同阈值下的Greedy-NMS结果

操作步骤:
(1)得到一组检测框集合B+对应的分数集合S;
(2)从B中选着分数最高的框M移除,放到目标集合F中;
(3)移除B中所有与M的IoU大于设定阈值Nt的框,并移除S中对应的分数;
(4)重复步骤(2)~(3)。
存在的问题:
Nt设置较低,miss rate增大,true positives可能被移除;
Nt设置较高,尽管高覆盖的true positives可以被保留,但false posives也会增加。

soft-NMS

解决方案:
将抑制步骤(3)改为使用重打分函数抑制



其中f函数是一个overlap的函数:
greedy-NMS中f恒等于0,即当bi与M的IoU大于Nt时,移除bi;
soft-NMS中f会随着IoU的增大减小si分数,即当bi与M的IoU大于Nt时,f=1-IoU或者f=exp(-IoU^2/σ);
实质时通过soft惩罚项抑制M周围bi的分数si。

存在的问题:
在目标密集区域,与M高覆盖的bi虽然是true positives的可能性很大,但是仍然受到很大的惩罚。

Adaptive-NMS

修正策略:



其中Nm代表adptive-NMS中M的抑制阈值,dM是M的目标密度
将抑制策略分成三类进行讨论:
(1)当邻框远离M时(即IoU<Nt),保持si不变;
(2)当M处于密集区域时(即Nm>Nt),目标密度dM作为NMS的抑制阈值;
(3)当M处于稀疏区域时(即Nm≤Nt),初始阈值Nt作为NMS的抑制阈值。

Density Prediction

adaptive-NMS保持着greedy-NMS和soft-NMS的效率,但多了一步目标密度的预测,本文设计了一个Density-subnet对目标密度进行回归预测。


one-stage和two-stage的Density预测框架

因为检测器的输出特征只包含目标本身的信息,也就是语义特征和位置,难以直接进行目标密度的预测。
本文首先使用1*1卷积层降维,然后与objectness和bounding boxes两层进行concatenate,作为Density-subnet的输入,此方法对one-stage和two-stage检测器均适用。

实验

Cityperson
CrowdHuman
直观比较
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