NMS非极大值抑制：用擂台赛带你从原理到代码脑洞大开恍然大悟

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卤煮：非文艺小燕儿

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楼主是在人脸识别应用时，接触到NMS的。其余目标检测同理。

简单来说就是你喂给分类器一张图片，它会给你拉出，哦不，不太雅，吐出一堆可能是人脸的候选框，每个框框还有一个得分。高分意味着这个框框里是人脸的概率大。

用下面这个图简单表示一下：

有4个框，每个框都对应一个得分。

从图上可以看出，

（1）有些框得分很低（右下），意味着这种框是人脸的概率较小，我们可以通过阈值把这种框排除。

（2）另外有些框之间有较大的重叠，比如川普脸上有2个框，而且得分都比较高。很明显可以想到，留着这么多框太冗余了，可以精简一下。

上面提到的（2），就是nms要做的工作了，简单吧。

嗯，我上面说的你们都懂，可是怎么实施呢？

OK，我们把这些框框，都看成一个个的勇士，得分的高低代表勇士的实力强弱。

我们给这些勇士提供一个NMS擂台赛。我们每次邀请一个实力最强的勇士作为擂台主，剩余的勇士可以上擂台挑战他。

少年看你骨骼清奇，我给你透漏一个秘密，下赌注的时候一定要堵擂台主赢，因为我们有个潜规则，擂台主是绝对不会输的。

由于擂台比较高，那些实力较弱的勇士，爬擂台的时候就摔死了，ORZ。。。。

能够爬上擂台的勇士，部分身上自带克制擂台主的气息，大概是上场前萝卜吃多了，导致擂台主无法近其身（IOU小于阈值），侥幸拿下平局。

你说什么是IOU？稍等，看完这场，休息的时候给你讲。

其余勇士，只能与擂台主贴身肉搏了，由于我们的潜规则，勇士英勇牺牲了。

现在擂台上，只剩下擂台主和怪味勇士了。打不起来了，肿么办呢？

好吧，都下去，休息片刻，继续下一场比赛。刚才的擂台主光荣退休。擂台属于剩下的勇士们。

下一场，将由剩下的勇士中最有实力的做擂台主，重新其余勇士的接受挑战。

当所有比赛完结，上过擂台的勇士，要么战死了，要么就是做完擂台主退休了。也就是说，现在就剩下一批牛逼哄哄的退休擂台主了。

下面说一下IOU规则。其实就是两个框重叠率。IOU=重叠面积/基准面积

基准面积有三种计算规则，

（1）Union，也就是两个框的并集所圈定的面积。

（2）Min，面积较小的框所圈定的面积。

（3）Max，面积较大的框所圈定的面积。

比如下图中，红框和蓝框有交集，交集面积很大，所以IOU就大，如果红框是擂台主，那么蓝框就被和谐牺牲了。而绿框因为没有交集，IOU都小到没有，侥幸逃过一劫。

是不是恍然大悟了，可转念一想，这代码还是不会写啊。

像我这种保姆级的楼主，必须要周全啊，翠花，上代码~！

输入的boundingBox_记录了候选框的位置信息和得分信息，BboxScore_记录了候选框的得分信息以及ID。

overlap_threshold是IOU阈值，modelname指定基准面积的计算方式。

/**********************nms非极大值抑制****************************/void mtcnn::nms(std::vector<Bbox> &boundingBox_, std::vector<orderScore> &bboxScore_, const float overlap_threshold, string modelname){    if(boundingBox_.empty()){        return;    }    std::vector<int> heros;    //sort the score    sort(bboxScore_.begin(), bboxScore_.end(), cmpScore);//cmpScore指定升序排列    int order = 0;    float IOU = 0;    float maxX = 0;    float maxY = 0;    float minX = 0;    float minY = 0;//规则，站上擂台的擂台主，永远都是胜利者。    while(bboxScore_.size()>0){        order = bboxScore_.back().oriOrder;//取得分最高勇士的编号ID。        bboxScore_.pop_back();//勇士出列        if(order<0)continue;//死的？下一个！（order在(*it).oriOrder = -1;改变）        heros.push_back(order);//记录擂台主ID        boundingBox_.at(order).exist = false;//当前这个Bbox为擂台主，签订生死簿。        for(int num=0;num<boundingBox_.size();num++){            if(boundingBox_.at(num).exist){//活着的勇士                //the iou                maxX = (boundingBox_.at(num).x1>boundingBox_.at(order).x1)?boundingBox_.at(num).x1:boundingBox_.at(order).x1;                maxY = (boundingBox_.at(num).y1>boundingBox_.at(order).y1)?boundingBox_.at(num).y1:boundingBox_.at(order).y1;                minX = (boundingBox_.at(num).x2<boundingBox_.at(order).x2)?boundingBox_.at(num).x2:boundingBox_.at(order).x2;                minY = (boundingBox_.at(num).y2<boundingBox_.at(order).y2)?boundingBox_.at(num).y2:boundingBox_.at(order).y2;                //maxX1 and maxY1 reuse                 maxX = ((minX-maxX+1)>0)?(minX-maxX+1):0;                maxY = ((minY-maxY+1)>0)?(minY-maxY+1):0;                //IOU reuse for the area of two bbox                IOU = maxX * maxY;                if(!modelname.compare("Union"))                    IOU = IOU/(boundingBox_.at(num).area + boundingBox_.at(order).area - IOU);                else if(!modelname.compare("Min")){                    IOU = IOU/((boundingBox_.at(num).area<boundingBox_.at(order).area)?boundingBox_.at(num).area:boundingBox_.at(order).area);                }                if(IOU>overlap_threshold){                    boundingBox_.at(num).exist=false;//如果该对比框与擂台主的IOU够大，挑战者勇士战死                    for(vector<orderScore>::iterator it=bboxScore_.begin(); it!=bboxScore_.end();it++){                        if((*it).oriOrder == num) {                            (*it).oriOrder = -1;//勇士战死标志                            break;                        }                    }                }//else 那些距离擂台主比较远迎战者幸免于难，将有机会作为擂台主出现            }        }    }    for(int i=0;i<heros.size();i++)        boundingBox_.at(heros.at(i)).exist = true;//从生死簿上剔除，擂台主活下来了}

齐活~