通俗地讲解目标检测中AP指标

声明：以下内容全是我的个人见解，如有问题，欢迎指正！

AP(Average Precision)即平均精度，是目标检测中的一个常用指标。

一、精确率和召回率

说道AP，那不得不提准确率和召回率。首先我们来看他们的计算公式

精确率：

召回率：

其中，TP，FP，FN出自一个混淆矩阵，这里我们不展示这个混淆矩阵的定义，我们直接说这些变量的定义。

TP：检测器输出的结果中正确的个数

FP：检测器输出的结果中错误的个数

FN：ground truth中未被找出的个数，FN = ground truth总数 - TP

可以看出，精确率的分母部分即检测器检测出该类别的框的总数；召回率的分母部分即ground truth给出的该类别的框总数。

那么通俗的说：精确率表示检测器找出的框有多少是对的，衡量误检程度。召回率表示检测器找出的正确框占ground truth的百分之多少，衡量漏检程度。

举个例子：

对于某一个类别，检测器输出有5个框，其中有3个框是正确的，有2个框是错误的。而这张图像中该类别共有10个框。

可得：TP = 3，FP = 2，FN = 7

准确率

召回率

我们可以试想一下以下两个极端情形：

当一个检测器给出了数量巨多的目标框，它将很容易找出所有的ground truth，即广撒网。那么它的召回率将是100%，而它的精确率将会非常低。

当一个检测器只检测出了一个目标，并且这个目标是正确的，但是ground truth有10个目标。那么它的精确率将是100%，而它的召回率将会很低。

通过这两个情形可以知道，精确率和召回率是有一定矛盾的存在。

那么有没有什么指标能够综合一下精确率和召回率呢，那么AP就登场啦~

二、PR曲线

很多AP的定义中都有说，AP是PR曲线的曲线下面积，那么PR曲线是什么呢？它是怎么绘制出来的呢？

PR曲线即精确率-召回率曲线，它的绘制过程我们用一个实例来说明会更简单些，这个例子来自（目标检测中的AP，mAP），下面例子相关的图片也来自这里，如有侵权，我删了自己画……
假设一张图像中有5个待检测目标，而我们的检测器给出了10个框，根据框的置信度由高到低进行排序，得到下表（图）：

表中，Rank一列表示框按置信度由高到低排列后的序号，correct表示该框是否正确，Precision表示计算出的精确率，Recall表示计算出的召回率。

精确率和召回率的计算是一个不断累计的过程，而不是每个框独立的。

例如：

在第一个框时，精确率 = 1/1 =1.0，召回率 =1/5 = 0.2；

在第二个框时，精确率 = 2/2 = 1.0，召回率 = 2/5 = 0.4；

在第三个框时，精确率 = 2/3 = 0.67，召回率 = 2/5 = 0.4；

……

这时，我们根据精确率和召回率，就能绘制出PR曲线：

这时我们需要求精确率的平均值，就等于该曲线的曲线下面积取平均。

三、AP计算

通过上面的讲解，AP的计算应该就很简单了，求曲线下面积就类似积分。因为数据是离散的，所以一般会设定采样点，一般在横轴0~1范围内平均分为10或者100段，最后采样的值相加除以采样点数即可。在大多数标准中还会对曲线做平滑处理方便计算，可以免去插值的烦恼。

四、mAP

在多类别的目标检测任务中能看到mAP这个指标，m是mean平均值，它是指所有类别的AP的平均值。

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