focal l1 eiou损失函数公式推导

Focal L1 EIou 损失函数是一种用于计算目标检测任务中的损失的函数。它结合了 Focal Loss、L1 Loss 和 EIou Loss 三个损失函数的特点，可以有效地处理目标检测任务中的类别不平衡和目标定位问题。

以下是 Focal L1 EIou 损失函数的公式推导过程：

首先，我们定义目标检测任务中的一个样本为 $(x_i, y_i)$，其中 $x_i$ 是输入图像，$y_i$ 是标注框。假设样本中有 $N$ 个目标检测框，$C$ 是类别数，$p_{i,c}$ 是该样本中第 $i$ 个检测框属于第 $c$ 类的概率，$t_{i,c}$ 是该样本中第 $i$ 个检测框的真实类别标签。$l_{i}$ 是该样本中第 $i$ 个检测框的 L1 Loss，$e_{i}$ 是该样本中第 $i$ 个检测框的 EIou Loss。

Focal Loss 是一种用于解决类别不平衡问题的损失函数。它可以调整易分类样本的权重，使得难分类的样本对损失函数的贡献更大。Focal Loss 的公式如下：

$$FL(p_{i,c},t_{i,c})=-\alpha_{t_{i,c}}(1-p_{i,c})^\gamma\log(p_{i,c})$$

其中，$\alpha_{t_{i,c}}$ 是类别权重，$\gamma$ 是调节难易样本权重的超参数。

L1 Loss 是一种用于计算目标检测框位置偏差的损失函数。它计算预测框和真实框之间的绝对误差，并对每个误差求和。L1 Loss 的公式如下：

$$L1(p_{i},y_{i})=\sum_{i=1}^{N}\sum_{j\in\{x,y,w,h\}}|p_{i,j}-y_{i,j}|$$

其中，$p_{i,j}$ 是第 $i$ 个检测框的预测位置，$y_{i,j}$ 是第 $i$ 个检测框的真实位置。

EIou Loss 是一种用于计算目标检测框位置和形状的损失函数。它结合了 IoU Loss 和 GIoU Loss 的优点，可以处理不同尺寸的目标检测框。EIou Loss 的公式如下：

$$EIou(p_{i},y_{i})=1-IoU(p_{i},y_{i})+\frac{1}{c}-\frac{1}{c}GIoU(p_{i},y_{i})$$

其中，$IoU$ 是预测框和真实框的 IoU Loss，$GIoU$ 是预测框和真实框的 GIoU Loss，$c$ 是一个常数，用于限制 EIou Loss 的值域。

最终，Focal L1 EIou 损失函数的公式如下：

$$FL_{L1,EIou}(p_{i},y_{i},t_{i})=\sum_{i=1}^{N}\sum_{c=1}^{C}FL(p_{i,c},t_{i,c})\cdot l_{i} \cdot e_{i}$$

其中，$l_i$ 是第 $i$ 个检测框的 L1 Loss，$e_i$ 是第 $i$ 个检测框的 EIou Loss。