Deformable Part Model的学习
来源:互联网 发布:nc 监听端口 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 05:59
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Deformable Part Model是最近两年最为流行的图像中物体检测模型,利用这个模型的方法在近几届PASCAL VOC Challenge中都取得了较好的效果。其作者,芝加哥大学的Pedro Felzenszwalb教授,也因为这项成就获得了VOC组委会授予的终身成就奖。有人认为这个模型是目前最好的物体检测算法。
不同于bag of features和hog模板匹配,这类“object conceptually weaker”的模型,在Deformable Part Model中,通过描述每一部分和部分间的位置关系来表示物体(part+deformable configuration)。其实早在1973年,Part Model就已经在 "The representation and matching of pictorial structures" 这篇文章中被提出了。
Part Model中,我们通过描述a collection of parts以及connection between parts来表示物体。图1表示经典的弹簧模型,物体的每一部分通过弹簧连接。我们定义一个energy function,该函数度量了两部分之和:每一部分的匹配程度,部分间连接的变化程度(可以想象为弹簧的形变量)。与模型匹配最好的图像就是能使这个energy function最小的图片。形式化表示中,我们可以用一无向图
Pedro Felzenszwalb教授提出的Deformable Part Model用到了三方面的知识:1.Hog Features 2.Part Model 3. Latent SVM。
- 作者通过Hog特征模板来刻画每一部分,然后进行匹配。并且采用了金字塔,即在不同的分辨率上提取Hog特征
- 利用上段提出的Part Model。在进行object detection时,detect window的得分等于part的匹配得分减去模型变化的花费。
- 在训练模型时,需要训练得到每一个part的Hog模板,以及衡量part位置分布cost的参数。文章中提出了Latent SVM方法,将deformable part model的学习问题转换为一个分类问题。利用SVM学习,将part的位置分布作为latent values,模型的参数转化为SVM的分割超平面。具体实现中,作者采用了迭代计算的方法,不断地更新模型。
作者的页面上有模型的matlab实现源码,必须运行在linux或mac平台中。另外,源码中已经包含PASCAL VOC中各个类别训练好的模型,可以直接用,如果需要自己训练模型,这个过程是很耗时的。为了提高效率,作者又在2010年的“Cascade Object Detection with Deformable Part Models”这篇文章中对part model做了改进,将效率提高了20倍左右。
相关资料:
- Fischler, M.A. and Elschlager, R.A. The representation and matching of pictorial structures, 1973
- Felzenszwalb, P.F. and Huttenlocher, D.P. Pictorial structures for object recognition,2005
- http://people.csail.mit.edu/torralba/courses/6.870/slide/6870_2008-09-10_histograms_pinto_opt.pdf
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