宋文龙,唐锐,杨昆,刘宏洁.一种倾斜矩形范围框标注方式及遥感目标检测应用分析[J].中国水利水电科学研究院学报,2021,19(1):165-172
一种倾斜矩形范围框标注方式及遥感目标检测应用分析
An annotation method of arbitrary-oriented rectangle b-box and analysis of its application in remote sensing object detection
投稿时间:2020-07-03  
DOI:10.13244/j.cnki.jiwhr.20200114
中文关键词:  遥感影像  目标检测  倾斜范围框  标注方式  损失异常
英文关键词:remote sensing  object detection  oriented bounding box  annotation method  abnormal loss
基金项目:国家重点研发计划(2018YFC1508702,2016YFC0400106-2);中国水利水电科学研究院专项(JZ0145B472016,JZ0145B862017);水利部技术示范项目(SF-TJ-202007)
作者单位
宋文龙 中国水利水电科学研究院 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038 
唐锐 北京天地智绘科技有限公司, 北京 100192 
杨昆 中国水利水电科学研究院 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038 
刘宏洁 中国水利水电科学研究院 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心, 北京 100038 
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中文摘要:
      为解决机器学习过程中样本标注困难和模型训练遇到的损失函数取值异常和模型回归难的问题,提出了一种新的斜矩形范围框标注方式。采用“倾斜范围框中心点C的坐标、中心点到任意一个顶点D的向量CDCD的一个相邻顶点E的向量CECD上的投影向量CPCD的比例系数”来标注倾斜范围框,在给定约束下实现了一个范围框只有一种数值表示,避免了损失异常,有利于模型回归训练。并将该标注方式应用在遥感影像目标检测任务中,通过斜框目标检测公共数据集,与多种其他倾斜范围框标注方式做了效果对比分析,结果表明新提出的标注方式在验证集上得到的平均准确率为0.7752,该斜矩形范围框标注方式对于朝向任意、密集排布的目标检测更具优势。
英文摘要:
      In order to solve the problem of the abnormal value of the loss function and the difficulty of model regression encountered in the process of model training in the machine learning process, a new oblique rectangular frame labeling method is proposed. Using the center point (C) of the bounding box, the vector (CD) from the center to one of its vertex (D) and the ratio of the vector (CP) to CD. CP is the projection of the vector (CE) to CD. CE is a vector from the center of the bounding box to one of the other vertex (E) that neighbor to D,which avoids loss anomalies and is beneficial to model regression training. And this labeling method is applied to the task of remote sensing image target detection, through the oblique frame target detection public data set, and a variety of other oblique range frame annotation methods are compared and analyzed. The results show that the average accuracy of the newly proposed labeling method on the verification set is 0.7752,and the oblique rectangular frame labeling method is more advantageous for the detection of arbitrarily oriented and densely arranged targets.
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