基于keras 的faster-rcnn 旋转目标检测算法

在Keras中实现Faster R-CNN旋转目标检测算法可以按以下步骤进行：

1. 数据预处理：将训练数据转换为网络需要的格式，包括图片大小的调整、数据增强等等。

2. 构建模型：搭建Faster R-CNN网络模型，包括特征提取层、RPN层、ROI Pooling层、分类和回归层等。

3. 编译模型：设置模型的优化器、损失函数等参数。

4. 训练模型：对构建好的模型进行训练，并保存训练好的权重。

5. 模型评估：使用测试数据对训练好的模型进行评估，计算模型的精度、召回率等指标。

以下是一个基于Keras实现Faster R-CNN旋转目标检测算法的示例代码：

# 数据预处理
# TODO: 数据预处理代码

# 构建模型
input_shape = (None, None, 3)
img_input = Input(shape=input_shape)
shared_layers = nn.nn_base(img_input, trainable=True)

# RPN网络
num_anchors = len(config.RPN_ANCHOR_RATIOS) * len(config.ANGLE_BINS)
rpn = nn.rpn(shared_layers, num_anchors)

# ROI Pooling层
roi_input = Input(shape=(config.TRAIN_ROIS_PER_IMAGE, 5))
roi_pooling = PyramidROIAlign([config.POOL_SIZE, config.POOL_SIZE], name="roi_align")([shared_layers, roi_input])

# 分类和回归层
x = TimeDistributed(Flatten(name='flatten'))(roi_pooling)
x = TimeDistributed(Dense(4096, activation='relu', name='fc1'))(x)
x = TimeDistributed(Dropout(0.5))(x)
x = TimeDistributed(Dense(4096, activation='relu', name='fc2'))(x)
x = TimeDistributed(Dropout(0.5))(x)

# 分类和回归输出
cls_output = TimeDistributed(Dense(config.NUM_CLASSES, activation='softmax', kernel_initializer='zero'), name='dense_class_{}'.format(config.NUM_CLASSES))(x)
angle_output = TimeDistributed(Dense(num_anchors * config.NUM_ANGLES, activation='linear', kernel_initializer='zero'), name='dense_angle_{}'.format(num_anchors * config.NUM_ANGLES))(x)
bbox_output = TimeDistributed(Dense(num_anchors * 4, activation='linear', kernel_initializer='zero'), name='dense_regress_{}'.format(4))(x)

# 编译模型
model = Model([img_input, roi_input], [cls_output, angle_output, bbox_output])
model.compile(optimizer=Adam(lr=config.LEARNING_RATE), loss=[losses.class_loss(), losses.angle_loss(), losses.rpn_regress_loss(config.NUM_ANCHORS)])

# 训练模型
# TODO: 训练模型代码

# 模型评估
# TODO: 模型评估代码

需要注意的是，在实现旋转目标检测时，需要对RoI Pooling和NMS等部分进行修改，以支持旋转矩形的处理。具体实现可以参考上述项目中的代码和论文《R2CNN: Rotational Region CNN for Orientation Robust Scene Text Detection》。