基于弱监督学习的目标检测算法研究

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目标检测是计算机视觉领域内的一项基础任务,旨在定位目标在图像中的位置并进行分类。在强监督学习场景下,部分目标检测算法已经可以实现接近人类的识别能力,然而强监督学习有两个不可避免的缺陷:一是大规模图像数据集的实例级标注成本昂贵;二是在人工标注时可能会引入噪声。针对上述问题,本文研究了如何在弱监督的学习场景(只有图像级标签)下进行目标检测,主要内容如下:(1)针对图像的实例级标签标注成本高的问题,提出了一种级联式弱监督目标检测算法。以改善侯选框的质量为出发点,引入自下而上的线索,结合类激活图生成最初的候选框。在此基础上提出了GPD算法和MPR算法对候选框做进一步地细化调整,进而提升检测精度,且有效缓解了只关注到目标最具辨别性区域的问题。(2)针对遥感图像实例级标签难以获得的问题,提出了一种基于协同学习的弱监督遥感图像目标检测算法。通过对两个目标检测子网络的联合训练,利用两个子网络的优势共同提升模型的性能,且可有效改善对于多目标图像的检测效果。(3)针对于遥感图像中目标小而密集且尺度变化大的特点,设计全新的无损残差网络用于增强骨干网络的表征能力,并提出了多层级池化模块提升对不同尺度目标的检测鲁棒性。(4)本文中所提出的算法,均在大型公开数据集中进行了实验,充分验证算法的有效性。此外,GPD算法和MPR算法能够在不改变网络结构的情况下提升候选框的质量,能够方便地嵌入到其他弱监督目标检测算法中。
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