【目标检测】非极大值抑制（Non-Maximum Suppression, NMS）步骤与实现
步骤
- 置信度排序：首先根据预测框的置信度（即预测框包含目标物体的概率）对所有预测框进行降序排序。
- 选择最佳预测框：选择置信度最高的预测框作为参考框。
- 计算IoU：计算其他所有预测框与参考框的交并比（Intersection over Union, IoU）。
- 抑制：删除IoU高于某个阈值的所有预测框，因为这些框与参考框重叠太多，可能是重复预测。
- 迭代：从剩余的预测框中选择置信度最高的作为新的参考框，重复步骤3和4，直到所有预测框都被处理。
代码实现
导入必要的库
import numpy as np
定义计算IoU的函数
def iou(boxA, boxB):# 计算两个边界框的交集坐标xA = max(boxA[0], boxB[0])yA = max(boxA[1], boxB[1])xB = min(boxA[2], boxB[2])yB = min(boxA[3], boxB[3])# 计算交集面积interArea = max(0, xB - xA) * max(0, yB - yA)# 计算每个边界框的面积boxAArea = (boxA[2] - boxA[0]) * (boxA[3] - boxA[1])boxBArea = (boxB[2] - boxB[0]) * (boxB[3] - boxB[1])# 计算并集面积unionArea = boxAArea + boxBArea - interArea# 计算IoUiou = interArea / unionArea if unionArea != 0 else 0return iou
定义NMS函数
def nms(boxes, scores, iou_threshold):picked = [] # 存储被选择的边界框索引indexes = np.argsort(scores)[::-1] # 按分数降序排列索引while len(indexes) > 0:current = indexes[0]picked.append(current) # 选择当前最高分的边界框indexes = indexes[1:] # 移除当前最高分的索引# 检查剩余边界框与当前选择框的IoU，如果大于阈值则抑制indexes = [i for i in indexes if iou(boxes[current], boxes[i]) <= iou_threshold]return picked
示例使用
# 假设boxes和scores是模型预测的边界框和分数
boxes = np.array([[50, 50, 100, 100], [60, 60, 110, 110], [200, 200, 300, 300]])
scores = np.array([0.9, 0.75, 0.8])# 设置IoU阈值
iou_threshold = 0.5# 执行NMS
picked_boxes = nms(boxes, scores, iou_threshold)print("Selected box indices:", picked_boxes)
注意
- 边界框通常以
(x1, y1, x2, y2)的格式表示，其中(x1, y1)是左上角坐标，(x2, y2)是右下角坐标。
Code
完整示例代码已上传至：Machine Learning and Deep Learning Algorithms with NumPy
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备注
个人水平有限，有问题随时交流~