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1.FCOS：论文与源码解读
2.retinanet 网络详解

FCOS：论文与源码解读

       FCOS：全称为全卷积单阶段目标检测，它在锚框自由领域中占有重要地位，与RetinaNet在锚框基础领域中地位相似。它沿用ResNet+FPN架构，通过实验证明，在相同backbone和neck层下，go语言源码保护锚框自由方法可以取得比锚框基础方法更好的效果。

       FCOS借鉴了语义分割的思想，成功地去除了锚框先验，实现了逐点的目标检测，是全卷积网在目标检测领域的延伸。代码比锚框基础类简单，非常适合入门。

       1. 动机

       锚框基础类目标检测方法存在多处缺点，以太坊sdk源码FCOS通过去除锚框，提出了简单、温柔且有力的目标检测模型。

       2. 创新点

       FCOS借鉴了语义分割的思想，实现了去除锚框、逐点的目标检测。以年提出的全卷积网（FCN）为例，FCOS借鉴了FCN的思想，将其应用于目标检测，主要步骤包括生成先验、分配正负样本和设计bbox assigner。

       3. 模型整体结构与流程

       训练时，包括生成先验和正负样本分配。佛祖代码源码FCOS的先验是将特征图上的每一点映射回原始图像，形成逐点对应关系。分配正负样本时，正样本表示预测目标，负样本表示背景。

       3.1 训练时

       在训练阶段，先通过prior generate生成先验，然后进行bbox assign。在分配过程中，FCOS利用了FPN层解决ambigous点的问题，通过多尺度特征融合和逐层分配目标来解决。

       3.1.1 prior generate

       FCOS通过映射特征图上的每一点回原始图像，形成点对点对应关系，桃源码头渡轮生成先验。通过公式计算映射关系，其中s表示步长。

       3.1.2 bbox assigne

       分配正负样本时，FCOS借鉴了anchor base方法的正负样本分配机制，通过设计bbox assigner解决ambigous点问题。分配流程包括计算输出值、对输出进行exp操作和引入可学习参数scale，以及使用FPN层分而治之，进一步解决ambigous问题。

       3.1.3 centerness

       FCOS额外预测了centerness分支，以过滤远离目标中心的点，提高检测质量。16个源码文件centerness值范围为0~1，越靠近中心，值越大。测试时，最终score=cls_score*centerness。

       3.1.4 loss

       损失函数包括focal loss、IoU loss和交叉熵损失，用于训练分类、定位和centerness分支。

       3.2 模型结构

       模型继续沿用ResNet和FPN层，进行公平比较。FPN输出的特征层与RetinaNet类似，但FCOS在FPN输出的最后一层特征层上进行额外卷积，与RetinaNet在输入特征层上进行额外卷积不同。在推理阶段，注意centerness与分类分数的乘积作为最终得分，且需要进行NMS操作。

       4. 总结与未来方向

       FCOS是一个简单、温柔、有力量的锚框自由方法，地位重要，思想借鉴于语义分割，流程类似传统目标检测，包括生成先验、正负样本匹配、bbox编码和NMS等，额外加入centerness分支以提升检测质量。

       未来，FCOS的研究方向可能包括更深入的理论分析、模型优化和跨领域应用探索。

       5. 源码

       mmdetection提供了FCOS的配置文件和代码实现，包括多个版本和改进。了解这些细节有助于深入理解FCOS的实现和优化策略。

retinanet 网络详解

       主干网络采用ResNet作为backbone。

       FPN层：输入照片尺寸为x，经过池化层后，通过ResNet网络提取特征，得到四个不同尺度的特征图，分别为layer1, layer2, layer3, layer4。源代码中的尺度融合从layer2层开始，经过尺度融合后得到f3, f4, f5, f6, f7五个不同尺度的特征层。

       一、Focal Loss：Retinanet网络的核心是Focal Loss，它在精度上超越了two-stage网络的精度，在速度上超越了one-stage网络的速度，首次实现了对二阶段网络的全面超越。

       Focal Loss是在二分类交叉熵的基础上进行修改，首先回顾一下二分类交叉熵损失。在训练过程中，正样本所占的损失权重较大，负样本所占的损失权重较小。然而，由于负样本的数量较多，即使权重较小，但大量样本数量叠加后同样带来很大的损失，导致在训练迭代过程中难以优化到最优状态。因此，Focal Loss在此基础上进行了改进。

       Focal Loss损失：论文中指出gamma=2.0, alpha=0.。当预测样本为简单正样本时，假设p=0.9，(1-p)的gamma次方会变得很小，因此损失函数值会变得非常小。对于负样本而言，当预测概率为0.5时，损失只减少0.倍，因此损失函数更加关注这类难以区分的样本。

       二、源代码讲解：model.py、anchors.py、losses.py、dataloader.py、train.py以上部分均为个人理解，如有错误欢迎各位批评指正。

       目前已实现口罩数据集检测，效果如下：