YOLOV3算法详解

 YOLOV3

YOLO3主要的改进有：调整了网络结构；利用多尺度特征进行对象检测；对象分类用Logistic取代了softmax。

新的网络结构Darknet -53

darknet-53借用了resnet的思想，在网络中加入了残差模块，这样有利于解决深层次网络的梯度问题，每个残差模块由两个卷积层和一个shortcut connections,

1,2,8,8,4代表有几个重复的残差模块，整个v3结构里面，没有池化层和全连接层，网络的下采样是通过设置卷积的stride为2来达到的，每当通过这个卷积层之后

图像的尺寸就会减小到一半。而每个卷积层的实现又是包含     卷积+BN+Leaky relu  ,每个残差模块之后又要加上一个zero padding,具体实现可以参考下面的一张图。

 具体的全部模型结构可以从这个网站的工具进行可视化分析：

https://lutzroeder.github.io/netron/

从Yolo的官网上下载yolov3的权重文件，然后通过官网上的指导转化为H5文件，然后可以再这个浏览器工具里直接看yolov3的每一层是如何分布的；类似下边截图是一部分网络（最后的拼接部分）；

论文中所给的大致结果如下，由卷积结构和残差模块组成；

多尺度检测：

对于多尺度检测来说，采用多个尺度进行预测，具体形式是在网络预测的最后某些层进行上采样拼接的操作来达到；对于分辨率对预测的影响如下解释：

分辨率信息直接反映的就是构成object的像素的数量。一个object，像素数量越多，它对object的细节表现就越丰富越具体，也就是说分辨率信息越丰富。这也就是为什么大尺度feature map提供的是分辨率信息了。语义信息在目标检测中指的是让object区分于背景的信息，即语义信息是让你知道这个是object，其余是背景。在不同类别中语义信息并不需要很多细节信息，分辨率信息大，反而会降低语义信息，因此小尺度feature map在提供必要的分辨率信息下语义信息会提供的更好。(而对于小目标，小尺度feature map无法提供必要的分辨率信息，所以还需结合大尺度的feature map)

YOLO3更进一步采用了3个不同尺度的特征图来进行对象检测。能够检测的到更加细粒度的特征。

网络的最终输出有3个尺度分别为1/32，1/16，1/8；

在第79层之后经过几个卷积操作得到的是1/32 （13*13） 的预测结果，下采样倍数高，这里特征图的感受野比较大，因此适合检测图像中尺寸比较大的对象。

然后这个结果通过上采样与第61层的结果进行concat,再经过几个卷积操作得到1/16的预测结果；它具有中等尺度的感受野，适合检测中等尺度的对象。

91层的结果经过上采样之后在于第36层的结果进行concat，经过几个卷积操作之后得到的是1/8的结果，它的感受野最小，适合检测小尺寸的对象。

concat：张量拼接。将darknet中间层和后面的某一层的上采样进行拼接。拼接的操作和残差层add的操作是不一样的，拼接会扩充张量的维度，而add只是直接相加不会导致张量维度的改变。

使用Kmeans聚类的方法来决定anchors的尺寸大小：

 1         # K.binary_crossentropy is helpful to avoid exp overflow.
 2         xy_loss = object_mask * box_loss_scale * K.binary_crossentropy(raw_true_xy, raw_pred[...,0:2], from_logits=True)
 3         wh_loss = object_mask * box_loss_scale * 0.5 * K.square(raw_true_wh-raw_pred[...,2:4])
 4         confidence_loss = object_mask * K.binary_crossentropy(object_mask, raw_pred[...,4:5], from_logits=True)+  5             (1-object_mask) * K.binary_crossentropy(object_mask, raw_pred[...,4:5], from_logits=True) * ignore_mask
 6         class_loss = object_mask * K.binary_crossentropy(true_class_probs, raw_pred[...,5:], from_logits=True)
 7 
 8         xy_loss = K.sum(xy_loss) / mf
 9         wh_loss = K.sum(wh_loss) / mf
10         confidence_loss = K.sum(confidence_loss) / mf
11         class_loss = K.sum(class_loss) / mf
12         loss += xy_loss + wh_loss + confidence_loss + class_loss
13         if print_loss:
14             loss = tf.Print(loss, [loss, xy_loss, wh_loss, confidence_loss, class_loss, K.sum(ignore_mask)], message=‘loss: ‘)
15     return loss

YOLOV3算法详解

原文：https://www.cnblogs.com/ywheunji/p/10809695.html