目标检测入门概念知识

一个常见的目标检测网络，其本身往往可以分为一下三大块：

Backbone network，即主干网络（目标检测网络的主体结构），是目标检测网络最为核心的部分，大多数时候，backbone选择的好坏，对检测性能影响是十分巨大的。

代表网络有：

1. VGG网络：《Very Deep Convolutional Networks for Large-Scale Image Recognition》。其中最常用的就是VGG-16.

2. ResNet网络：《Deep Residual Learning for Image Recognition》。其中最常用的就是ResNet50和ResNet101。当任务需求很小的时候，也可以用ResNet18.

3. ResNeXT网络：《Aggregated residual transformations for deep neural networks》，这个我没有用过，但很多sota工作中都会使用，刷榜的小伙伴不妨考虑一下。

4. ResNet+DCN网络：这一网络主要是将DCN工作应用在ResNet网络上，DCN来源于这篇文章：《Deformable Convolutional Networks》。DCN是常用的涨点神器，不过似乎在实际部署的时候要复杂一些，刷榜的时候还是很值得一用。

5. DarkNet网络：常用的包括darknet19和darknet53，这两个网络分别来源于YOLOv2和YOLOv3两个工作中。其中darknet19对标的是vgg19，darknet53对标的是resnet101，但由于darknet本身是个很小众的深度学习框架，不受学术界关注，且这两个网络均是由darknet框架实现的，因此也就很少会在其他工作中看到这两个backbone。不过，笔者更偏爱darknet，也对其进行了复现，因为结构简洁，便于理解。

6. CSPResNet网络:出自于《CSPNet: A New Backbone that can Enhance Learning Capability of CNN》。CSP是一种很好用的结构，在减少参数量的同时，还能够提升模型性能，是不可多得的性价比极高的模块之一。像前一段时间的Scaled-YOLOv4就借鉴了这一工作的思想大幅度提升了YOLOv4的性能。不过，目前似乎也不是主流，仍旧无法撼动ResNet101和ResNet+DCN的刷榜地位。

Neck network，即颈部网络（更好地利用网络所提取的特征信息），Neck部分的主要作用就是将由backbone输出的特征进行整合。其整合方式有很多，最为常见的就是FPN（Feature Pyramid Network），有关FPN的内容，我们会在展开介绍Neck的时候再次提到的。

代表网络有：

1. FPN（Feature Pyramid Network），FPN的工作就是在检测前，先将多个尺度的特征图进行一次bottom-up的融合，这被证明是极其有效的特征融合方式，几乎成为了后来目标检测的标准模式之一。如下图所示：
   

2. RFB：出自《Receptive Field Block Net for Accurate and Fast Object Detection》

3. ASPP：出自《DeepLab: Semantic image segmentation with deep convolutional nets, atrous convolution, and fully connected CRFs》

4. SAM：出自《CBAM: Convolutional block attention module》

5. PAN：出自《Path aggregation network for instance segmentation》。PAN是一个非常好用的特

Detection head，即检测头(负责检测与定位)，这一部分的作用就没什么特殊的含义了，就是若干卷积层进行预测，也有些工作里把head部分称为decoder（解码器）的，这种称呼不无道理，head部分就是在由前面网络输出的特征上去进行预测，约等于是从这些信息里解耦出来图像中物体的类别和位置信息。

我们可以为以上任意部分单独去设计一个模块，然后“插进去”即可。很多目标检测的优化工作就是这么来的，比如2018年的ECCV上的RFBNet，就是在SSD基础上，设计了RFB模块插进Neck部分，从而显著提升了模型性能。