解读SSD中的Default box（Prior Box）

本文主要是介绍解读SSD中的Default box（Prior Box），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

解读SSD中的Default box（Prior Box）

1：SSD更具体的框架如下： 

2： Prior Box

缩进在SSD中引入了Prior Box，实际上与anchor非常类似，就是一些目标的预选框，后续通过softmax分类+bounding box regression获得真实目标的位置。SSD按照如下规则生成prior box：

 

• 以feature map上每个点的中点为中心（offset=0.5），生成一些列同心的prior box（然后中心点的坐标会乘以step，相当于从feature map位置映射回原图位置）
• 正方形prior box最小边长为，最大边长为：
• 每在prototxt设置一个aspect ratio，会生成2个长方形，长宽为： 和 

 

图4 prior box

 

• 而每个feature map对应prior box的min_size和max_size由以下公式决定，公式中m是使用feature map的数量（SSD 300中m=6）：

 

第一层feature map对应的min_size=S1，max_size=S2；第二层min_size=S2，max_size=S3；其他类推。在原文中，Smin=0.2，Smax=0.9，但是在SSD 300中prior box设置并不能和paper中上述公式对应：

	min_size	max_size
conv4_3	30	60
fc7	60	111
conv6_2	111	162
conv7_2	162	213
conv8_2	213	264
conv9_2	264	315

不过依然可以看出，SSD使用低层feature map检测小目标，使用高层feature map检测大目标，这也应该是SSD的突出贡献了。其中SSD 300在conv4_3生成prior box的conv4_3_norm_priorbox层prototxt定义如下：

 

1. layer {  
2.   name: "conv4_3_norm_mbox_priorbox"  
3.   type: "PriorBox"  
4.   bottom: "conv4_3_norm"  
5.   bottom: "data"  
6.   top: "conv4_3_norm_mbox_priorbox"  
7.   prior_box_param {  
8.     min_size: 30.0  
9.     max_size: 60.0  
10.     aspect_ratio: 2  
11.     flip: true  
12.     clip: false  
13.     variance: 0.1  
14.     variance: 0.1  
15.     variance: 0.2  
16.     variance: 0.2  
17.     step: 8  
18.     offset: 0.5  
19.   }  
20. }  

知道了priorbox如何产生，接下来分析prior box如何使用。这里以conv4_3为例进行分析。

图5

从图5可以看到，在conv4_3 feature map网络pipeline分为了3条线路：

 

• 经过一次batch norm+一次卷积后，生成了[1, num_class*num_priorbox, layer_height, layer_width]大小的feature用于softmax分类目标和非目标（其中num_class是目标类别，SSD 300中num_class = 21)
• 经过一次batch norm+一次卷积后，生成了[1, 4*num_priorbox, layer_height, layer_width]大小的feature用于bounding box regression（即每个点一组[dxmin，dymin，dxmax，dymax]，参考Faster RCNN 2.5节）
• 生成了[1, 2, 4*num_priorbox]大小的prior box blob，其中2个channel分别存储prior box的4个点坐标和对应的4个variance

缩进后续通过softmax分类+bounding box regression即可从priox box中预测到目标，熟悉Faster RCNN的读者应该对上述过程应该并不陌生。其实pribox box的与Faster RCNN中的anchor非常类似，都是目标的预设框，没有本质的差异。区别是每个位置的prior box一般是4~6个，少于Faster RCNN默认的9个anchor；同时prior box是设置在不同尺度的feature maps上的，而且大小不同。

缩进还有一个细节就是上面prototxt中的4个variance，这实际上是一种bounding regression中的权重。在图4线路(2)中，网络输出[dxmin，dymin，dxmax，dymax]，即对应下面代码中bbox；然后利用如下方法进行针对prior box的位置回归：

 

1. decode_bbox->set_xmin(  
2.     prior_bbox.xmin() + prior_variance[0] * bbox.xmin() * prior_width);  
3. decode_bbox->set_ymin(  
4.     prior_bbox.ymin() + prior_variance[1] * bbox.ymin() * prior_height);  
5. decode_bbox->set_xmax(  
6.     prior_bbox.xmax() + prior_variance[2] * bbox.xmax() * prior_width);  
7. decode_bbox->set_ymax(  
8.     prior_bbox.ymax() + prior_variance[3] * bbox.ymax() * prior_height);  

上述代码可以在SSD box_utils.cpp的void DecodeBBox()函数见到

这篇关于解读SSD中的Default box（Prior Box）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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