非极大值抑制NMS

NMS（non maximum suppression），中文名非极大值抑制，在很多计算机视觉任务中都有广泛应用，如：边缘检测、目标检测等。

这里主要以人脸检测中的应用为例，来说明NMS，并给出Matlab和C++示例程序。

人脸检测的一些概念

（1） 绝大部分人脸检测器的核心是分类器，即给定一个尺寸固定图片，分类器判断是或者不是人脸；

（2）将分类器进化为检测器的关键是：在原始图像上从多个尺度产生窗口，并resize到固定尺寸，然后送给分类器做判断。最常用的方法是滑动窗口。

以下图为例，由于滑动窗口，同一个人可能有好几个框(每一个框都带有一个分类器得分)

而我们的目标是一个人只保留一个最优的框：

于是我们就要用到非极大值抑制，来抑制那些冗余的框： 抑制的过程是一个迭代-遍历-消除的过程。

（1）将所有框的得分排序，选中最高分及其对应的框：

（2）遍历其余的框，如果和当前最高分框的重叠面积(IOU)大于一定阈值，我们就将框删除。

（3）从未处理的框中继续选一个得分最高的，重复上述过程。

下面给出MATLAB下的快速NMS代码，并带有详细的注释：

%% NMS:non maximum suppressionfunction pick = nms(boxes,threshold,type)% boxes: m x 5,表示有m个框，5列分别是[x1 y1 x2 y2 score]% threshold: IOU阈值% type：IOU阈值的定义类型    % 输入为空，则直接返回    if isempty(boxes)      pick = [];      return;    end    % 依次取出左上角和右下角坐标以及分类器得分(置信度)    x1 = boxes(:,1);    y1 = boxes(:,2);    x2 = boxes(:,3);    y2 = boxes(:,4);    s = boxes(:,5);    % 计算每一个框的面积    area = (x2-x1+1) .* (y2-y1+1);    %将得分升序排列    [vals, I] = sort(s);    %初始化    pick = s*0;    counter = 1;    % 循环直至所有框处理完成    while ~isempty(I)        last = length(I); %当前剩余框的数量        i = I(last);%选中最后一个，即得分最高的框        pick(counter) = i;        counter = counter + 1;          %计算相交面积        xx1 = max(x1(i), x1(I(1:last-1)));        yy1 = max(y1(i), y1(I(1:last-1)));        xx2 = min(x2(i), x2(I(1:last-1)));        yy2 = min(y2(i), y2(I(1:last-1)));          w = max(0.0, xx2-xx1+1);        h = max(0.0, yy2-yy1+1);         inter = w.*h;        %不同定义下的IOU        if strcmp(type,'Min')            %重叠面积与最小框面积的比值            o = inter ./ min(area(i),area(I(1:last-1)));        else            %交集/并集            o = inter ./ (area(i) + area(I(1:last-1)) - inter);        end        %保留所有重叠面积小于阈值的框，留作下次处理        I = I(find(o<=threshold));    end    pick = pick(1:(counter-1));end
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59

(function () {('pre.prettyprint code').each(function () { var lines = (this).text().split(′\n′).length;varnumbering = $('

').addClass('pre-numbering').hide(); (this).addClass(′has−numbering′).parent().append(numbering); for (i = 1; i