目标检测算法——收藏|小目标检测的定义（一）-程序员宅基地
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小目标检测一直以来是计算机视觉领域中的一个难点和研究热点。本期小海带主要对小目标检测的定义与难点进行全面总结，有需要的小伙伴赶快点赞+收藏起来喔！！！
一、引言
近年来，深度学习技术的快速发展为小目标检测注入了新鲜血液，使其成为研究热点。早期的目标检测框架大多数是针对通用的目标来进行检测，如经典的单阶段方法YOLO和SSD，两阶段方法Faster R-CNN等，这些方法主要是针对通用目标数据集来设计的解决方案，因此对于图像中的小目标来说，检测效果不是很理想。
相对于常规尺寸的目标，小目标通常缺乏充足的外观信息，因此难以将它们与背景或相似的目标区分开来。在深度学习的驱动下，尽管目标检测算法已取得了重大突破，但是对于小目标的检测仍然是不尽人意的。小目标和大目标在检测性能上存在显著差距，小目标的检测性能通常只有大目标的一半。由此可见，小目标检测仍然是充满挑战的。另外，真实场景是错综复杂的，通常会存在光照剧烈变化、目标遮挡、目标稠密相连和目标尺度变化等问题，而这些因素对小目标特征的影响是更加剧烈的，进一步加大了小目标检测的难度。
二、小目标检测定义
不同场景对于小目标的定义各不相同，目前尚未形成统一的标准。现有的小目标定义方式主要分为以下两类，即基于相对尺度的定义与基于绝对尺度的定义。
（一）基于相对尺度定义
即从目标与图像的相对比例这一角度考虑来对小目标进行定义。即边界框面积与图像面积之比的中位数在0.08%~0.58%之间。较为常见的小目标定义还有以下几种：
1.目标边界框的宽高与图像的宽高比例小于一定值，较为通用的比例值为0.1；
2.目标边界框面积与图像面积的比值开方小于一定值，较为通用的值为0.03；
3.根据目标实际覆盖像素与图像总像素之间比例来对小目标进行定义。
但是，这些基于相对尺度的定义存在诸多问题，如这种定义方式难以有效评估模型对不同尺度目标的检测性能。此外，这种定义方式易受到数据预处理与模型结构的影响。
（二）基于绝对尺度定义
则从目标绝对像素大小这一角度考虑来对小目标进行定义。目前最为通用的定义来自于目标检测领域的通用数据集——MS COCO数据集，将小目标定义为分辨率小于32像素×32像素的目标。
对于为什么是32像素×32像素，本文从两个方向进行了思考。一种思路来自于Torralba等的研究，人类在图像上对于场景能有效识别需要的彩色图像像素大小为32像素×32像素，即小于32像素×32像素的目标人类都难以识别。另一种思路来源于深度学习中卷积神经网络本身的结构，以与MS COCO数据集第一部分同年发布的经典网络结构VGG‑Net为例，从输入图像到全连接层的特征向量经过了5个最大池化层，这导致最终特征向量上的“一点”对应到输入图像上的像素大小为32像素×32像素。于是，从特征提取的难度不同这一角度考虑，可以将32像素×32像素作为区分小目标与常规目标的一个界定标准。
除了MS COCO之外，还有其他基于绝对尺度的定义，如在航空图像数据集DOTA与人脸检测数据集WIDER FACE中都将像素值范围在 [10, 50] 之间的目标定义为小目标。在行人识别数据集CityPersons中，针对行人这一具有特殊比例的目标，将小目标定义为了高度小于75像素的目标。基于航空图像的小行人数据集TinyPerson则将小目标定义为像素值范围在 [20, 32] 之间的目标，而且近一步将像素值范围在 [2, 20] 之间的目标定义为微小目标。
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四、检测头部改进（持续更新中）
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1.目标检测算法——YOLOv5/YOLOv7改进|将IOU Loss替换为EIOU Loss
2.目标检测算法——助力涨点 | YOLOv5改进结合Alpha-IoU
3.目标检测算法——YOLOv5/YOLOv7改进之结合SIoU
4.目标检测算法——YOLOv5将NMS替换为DIoU-NMS
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七、其他创新改进项目（持续更新中）
1.手把手教你搭建属于自己的PyQt5-YOLOv5目标检测平台（保姆级教程）
2.YOLO算法改进之结合GradCAM可视化热力图（附详细教程）
3.目标检测算法——YOLOv5/YOLOv7改进之结合SPD-Conv（低分辨率图像和小目标涨点明显）
4.目标检测算法——YOLOv5/YOLOv7改进之更换FReLU激活函数
5.目标检测算法——YOLOv5/YOLOv7改进之结合BiFPN
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八、算法训练相关项目（持续更新中）
1.目标检测算法——YOLOv7训练自己的数据集（保姆级教程）
2.人工智能前沿——玩转OpenAI语音机器人ChatGPT（中文版）
3.深度学习之语义分割算法（入门学习）
4.知识经验分享——YOLOv5-6.0训练出错及解决方法（RuntimeError）
5.目标检测算法——将xml格式转换为YOLOv5格式txt
6.目标检测算法——YOLOv5/YOLOv7如何改变bbox检测框的粗细大小
7.人工智能前沿——6款AI绘画生成工具
8.YOLOv5结合人体姿态估计
9.超越YOLOv5，0.7M超轻量，又好又快（PP-YOLOE&PP-PicoDet）
10.目标检测算法——收藏|小目标检测的定义（一）
11.目标检测算法——收藏|小目标检测难点分析（二）
12.目标检测算法——收藏|小目标检测解决方案（三）
持续更新中……
九、数据资源相关项目（持续更新中）
1.目标检测算法——小目标检测相关数据集（附下载链接）
2.目标检测算法——3D公共数据集汇总（附下载链接）
3.目标检测算法——3D公共数据集汇总 2（附下载链接）
4.目标检测算法——行人检测&人群计数数据集汇总(附下载链接)
5.目标检测算法——遥感影像数据集资源汇总（附下载链接）
6.目标检测算法——自动驾驶开源数据集汇总（附下载链接）
7.目标检测算法——自动驾驶开源数据集汇总 2（附下载链接）
8.目标检测算法——图像分类开源数据集汇总（附下载链接）
9.目标检测算法——医学图像开源数据集汇总（附下载链接）
10.目标检测算法——工业缺陷数据集汇总1（附下载链接）
11.目标检测算法——工业缺陷数据集汇总2（附下载链接）
12.目标检测算法——垃圾分类数据集汇总（附下载链接）
13.目标检测算法——人脸识别数据集汇总（附下载链接）
14.目标检测算法——安全帽识别数据集（附下载链接）
15.目标检测算法——人体姿态估计数据集汇总（附下载链接）
16.目标检测算法——人体姿态估计数据集汇总 2（附下载链接）
17.目标检测算法——车辆牌照识别数据集汇总（附下载链接）
18.目标检测算法——车辆牌照识别数据集汇总 2（附下载链接）
19.收藏 | 机器学习公共数据集集锦（附下载链接）
20.目标检测算法——图像分割数据集汇总（附下载链接）
21.目标检测算法——图像分割数据集汇总 2（附下载链接）
22.收藏 | 自然语言处理（NLP）数据集汇总（附下载链接）
23.自然语言处理（NLP）数据集汇总 2（附下载链接）
24.自然语言处理（NLP）数据集汇总 3（附下载链接）
25.自然语言处理（NLP）数据集汇总 4（附下载链接）
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十、论文投稿相关项目（持续更新中）
1.论文投稿指南——收藏|SCI论文投稿注意事项（提高命中率）
2.论文投稿指南——收藏|SCI论文怎么投？（Accepted）
3.论文投稿指南——收藏|SCI写作投稿发表全流程
4.论文投稿指南——收藏|如何选择SCI期刊（含选刊必备神器）
5.论文投稿指南——SCI选刊
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7.人工智能前沿——深度学习热门领域（确定选题及研究方向）
8.人工智能前沿——2022年最流行的十大AI技术
9.人工智能前沿——未来AI技术的五大应用领域
10.人工智能前沿——无人自动驾驶技术
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21.论文投稿指南——中文核心期刊
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29.论文投稿指南——中文核心期刊推荐（机械、仪表工业）
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31.论文投稿指南——中文核心期刊推荐（机械、仪表工业3）
32.论文投稿指南——中国（中文EI）期刊推荐（第1期）
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36.论文投稿指南——中国（中文EI）期刊推荐（第5期）
37.论文投稿指南——中国（中文EI）期刊推荐（第6期）
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39.论文投稿指南——中国（中文EI）期刊推荐（第8期）
40.【1】SCI易中期刊推荐——计算机方向（中科院3区）
41.【2】SCI易中期刊推荐——遥感图像领域（中科院2区）
42.【3】SCI易中期刊推荐——人工智能领域（中科院1区）
43.【4】SCI易中期刊推荐——神经科学研究（中科院4区）
44.【5】SCI易中期刊推荐——计算机科学（中科院2区）
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48.【9】SCI易中期刊推荐——工程技术-计算机：软件工程（中科院4区）
49.【10】SCI易中期刊推荐——工程技术-计算机：人工智能（中科院2区）
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