本技术介绍了一种集成特征融合和注意力机制的FCOS网络优化方案及系统。该方案通过优化全卷积单阶段目标检测FCOS网络的特征融合,以及在特征金字塔和检测头之间引入空间和通道注意力机制,旨在提升网络的信息融合能力和多尺度目标特征表达,从而增强多尺度图像目标检测性能。
背景技术
多尺度目标检测是计算机视觉中的一个关键问题,它要求算法能够同时检测图像中不同尺寸的目标对象。随着深度学习技术的发展,多尺度目标检测技术已经取得了显著的进展,但仍面临着一些挑战和难点。当前,基于深度学习的目标检测方法主要可以分为基于锚点(anchor-based)的方法和无锚点(anchor-free)的方法。典型的基于锚点的方法包括Faster R-CNN、SSD等,而anchor-free的方法则有YOLO、FCOS等。为了检测不同尺寸的目标,许多方法构建了特征金字塔,通过在不同尺度的特征图上进行检测来提高对小目标的检测能力。注意力机制被引入目标检测中,以增强模型对目标不同部分的关注,从而提高检测性能。多尺度目标中小目标是检测中的难点所在,体现在小目标在图像中占据的像素较少,导致难以提取到足够的特征,检测精度较低;在实际应用中,背景区域(不包含目标)远多于前景目标,造成严重的类别不平衡问题。多尺度目标检测通常需要较高的计算资源,这限制了其在资源受限的设备上的应用。
FCOS网络在检测多尺度目标方面具有如下几个方面优势:
1,无锚点(Anchor-Free):FCOS是一种anchor-free的检测方法,它不需要预先定义的锚点框,从而减少了超参数的调整,简化了训练过程。
2,特征金字塔:FCOS利用特征金字塔来捕获不同尺度的特征,这使得它能够有效地检测不同尺寸的目标。
3,逐像素预测:FCOS在特征图的每个像素上直接进行目标类别和边界框的预测,这种方法能够提供更精细的检测结果。
4,Center-ness:FCOS引入了Center-ness分支来评估预测框与目标中心的距离,这有助于提高小目标的检测精度。
端到端检测:FCOS是一个端到端的目标检测框架,无需额外的候选区域提取网络,这进一步提高了检测速度。
综上所述,FCOS网络在多尺度目标检测方面展现出了其独特的优势,尤其是在处理小目标检测和计算效率方面,但仍然需要针对小目标检测的难点进行进一步的研究和改进。
实现思路