IOU ,GIOU ,DIOU,CIOU 介绍

2023-05-29 19:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 IOU & GIOU & DIOU 介绍及其代码实现目录IOU介绍计算代码 GIOU介绍代码 DIOU介绍代码 CIOU介绍DIOU CIOU结果分析代码总结参考资料

IOU 介绍

IoU 的全称为交并比（Intersection over Union），通过这个名称我们大概可以猜到 IoU 的计算方法。IoU 计算的是 “预测的边框” 和 “真实的边框” 的交集和并集的比值。计算过程如下：图1 IOU计算

IOU的优点：

IOU可以作为距离，loss=1-IOU。但是当两个物体不相交时无回传梯度。IOU对尺度变化具有不变性，即不受两个物体尺度大小的影响。以A，B两个box重合的情况为例，若boxes1=[[0,0,10,10],[0,0,5,5]],boxes2=[[0,0,10,10],[0,0,5,5]],此时IOU=[1,1] IOU的缺点：无法衡量两框是相邻还是甚远如下图2所示，两种情况下IOU均为0，(a)中两框距离较近，(b)中两框明显距离要远，但是仅从IOU数值上无法判断两者距离较近还是较远（两个物体不相交时无回传梯度）IOU不能反映两个物体如何重叠（相交方式）。如下图3所示，两种情况下的IOU均为0.1428，(a)中两框要比(b)中的相交更整齐一些，但是IOU并没有反映出这个特点。

GIOU 介绍

GIOU是为克服IOU的缺点同时充分利用优点而提出的.(论文：Generalized Intersection over Union: A Metric and A Loss for Bounding Box Regression)

GIOU计算公式：

可以这样理解：

1.假设A为预测框，B为真实框，S是所有框的集合 2.不管A与B是否相交，C是包含A与B的最小框(包含A与B的最小凸闭合框)，C也属于S集合 3.首先计算IoU，A与B的交并比 4.再计算C框中没有A与B的面积，比上C框面积； 5.IoU减去前面算出的比；得到GIoU 6.Note：本文提出的例子中A、B均是矩形框，但是也可以为其他的。比如：A、B为椭圆形，那么此时C将是包含A、B的最小椭圆形；或者A、B均是3D box也可。

过程如下图5所示：

论文作者给出几个GIoU的性质：

对尺度的不变性GIoU可认为是IoU的下界，小于等于IoU 如boxes1=[0,0,10,10],boxes2=[0,0,10,10],此时IOU=1,GIOU=1,这种情况下A与B重合 boxes1=[0,0,10,10],boxes2=[0,10,10,20],此时IOU=0,GIOU=0 boxes1=[0,0,10,10],boxes2=[5,5,15,15],此时IOU=0.1428,GIOU=-0.07936-1

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