YOLO 系列：YOLO V2模型讲解

YOLO 系列：YOLO V2

• 论文标题：YOLO9000: Better， Faster，Stronger (CVPR 2017)
• 作者使用Pascal Voc与ImageNet数据集进行一个联合训练，最终可检测类别超过9000.
• 模型性能：

1. YOLO V2中的各种尝试：
   

• Batch Normalization：帮助训练收敛，帮助模型正则化，可不再使用Dropout层，提升约2%mAP。
• High Resolution Classifier：输入尺寸变为448$\times$ 448，更高的分辨率提升4%mAP。
• Convolution With Anchor Boxes：YOLO V1定位方式效果较差且不准确，使用基于anchor偏移的方式比直接去预测坐标可简化预测过程，使网络更好的去学习。论文中提到，不使用anchor方法模型mAP为69.5%，召回率为81%；使用anchor的方法模型mAP为69.2%，召回率为88%。mAP虽然有下降，但召回率有很大的提升，意味着模型有更大的提升空间。
• Dimension Cluster：使用K-mean聚类算法获取anchor，基于训练集中所有边界框，获得最合适的priors。
• Direct location prediction：根据Faster RCNN中计算坐标的公式使用$x=(t_x\times w_a)+x_a$ 与 $y=(t_y\times h_a)+y_a$可以得到预测框的中心坐标，其中w，h为高和宽，t为训练得到的回归参数，由于t没有任何限制，如下图所示：黄色框本来对应预测第一个grid cell的object，但得出的t没有限制，可能会使其跑到其它grid cell上预测，这会在很大程度上降低模型的运算效果与速度。
  
  为此，作者提出以下公式对回归参数进行限制（在此篇文章中x，y不再指中心点坐标，而指左上角坐标）。
  
  上图中$t_o$就是指真实目标与预测目标的IOU值。
  sigmoid函数限制每个anchor去负责预测目标中心落在某个grid cell区域内的目标，使网络更易学习，更加稳定，提升5%。
• Fine-Grained Features：作者将高层信息与低层信息进行融合。通过pass through layer融合，提升小目标的检测效果。
  pass through layer融合：低层特征图宽度与高度都减半，通道数变为原来的4倍。再与高层特征图直接concatent，提升了1%。
• Multi-scale Training：为了提升模型的鲁棒性，作者将输入的图片进行了缩放，每迭代10个batch，选择一个新的image dimension size。模型缩放因子32（416/13），image size属于{320，352，…，608}

2. BackBone：Darknet-19(19个卷积层)
   
   224$\times$ 224作为输入，5.58 billion operations 处理图像，再ImageNet上达到72.9% top-1 accuracy，91.2% top-5 accuracy。

3. YOLO V2模型架构图