采用卷积核金字塔和空洞卷积的单阶段目标检测

摘要：

目的 在基于深度学习的目标检测模型中,浅层特征图包含更多细节但缺乏语义信息,深层特征图则相反,为了利用不同深度特征图的优势,并在此基础上解决检测目标的多尺度问题,本文提出基于卷积核金字塔和空洞卷积的单阶段目标检测模型.方法 所提模型采用多种方式融合特征信息,先使用逐像素相加方式融合多层不同大小的特征图信息,然后在通道维度拼接不同阶段的特征图,形成具有丰富语义信息和细节信息的信息融合特征层作为模型的预测层.模型在锚框机制中引入卷积核金字塔结构,以解决检测目标的多尺度问题,采用空洞卷积减少大尺寸卷积核增加的参数量,合理地降低锚框数量.结果 实验结果表明,在PASCAL VOC2007测试数据集上,所提检测框架在300×300像素的输入上检测精度达到79.3％ mAP(mean average precision),比SSD(single shot multibox detector)高1.8％,比DSSD (deconvolutional single shot detector)高0.9％.在UCAS-AOD遥感数据测试集上,所提模型的检测精度分别比SSD和DSSD高2.8％和1.9％.在检测速度上,所提模型在Titan X GPU上达到21帧/s,速度超过DSSD.结论 本文模型提出在两个阶段融合特征信息并改进锚框机制,不仅具有较快的检测速度和较高的精度,而且较好地解决了小目标以及重叠目标难以被检出的问题.

关键词：单阶段目标检测、特征融合、卷积核金字塔、锚框、空洞卷积

所属期刊栏目：25

分类号：TP391.4(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金项目41471280,61701290,61701289

在线出版日期：2020-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：102-112