深度学习与传统方法:20年物体检测技术综述

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"本文是关于过去20年对象检测的研究综述,回顾了400多篇相关论文,涵盖了从1990年代到2019年的技术发展历程。" 对象检测是计算机视觉领域最基本且最具挑战性的问题之一,近年来受到了广泛关注。在过去的二十年里,对象检测的发展可以看作是计算机视觉历史的缩影。如果将当今基于深度学习的对象检测比作技术美学,那么回溯20年前,我们则会看到那个“冷兵器时代”的智慧。 该综述论文深入探讨了历史上的里程碑式检测器、检测数据集、评估指标、检测系统的基本构建模块、加速技术以及最新的检测方法。首先,里程碑式的检测器,如早期的基于特征的方法(如SIFT、HOG)到现代的深度学习模型(如R-CNN系列、YOLO、SSD等),每个阶段的技术进步都推动了对象检测的边界不断拓展。 其次,论文详述了各类检测数据集的重要作用,如PASCAL VOC、COCO等,这些数据集推动了检测算法的创新和基准的设定。同时,评估指标,如精度、召回率、平均精度均值(mAP)等,对于衡量不同方法的性能至关重要。 此外,检测系统的根本构建模块包括特征提取、分类器设计、候选区域生成等,这些部分的优化直接影响到检测的准确性和效率。例如,深度学习引入的卷积神经网络(CNN)极大地提升了特征表示能力,而Fast R-CNN和Faster R-CNN等方法则通过引入区域建议网络(RPN)实现了端到端的训练。 论文还关注了速度提升技术,这在实时应用中至关重要。从最初的滑动窗口策略到单次前向传播就能预测多个尺度和位置的YOLO系列,再到轻量级网络如EfficientDet,这些发展使对象检测能够应用于嵌入式设备和移动平台。 最后,论文回顾了一些重要的特定应用,如行人检测、人脸识别和文本检测等,并深入分析了这些应用面临的挑战,如遮挡问题、姿态变化、光照条件和背景复杂性等。这些挑战激发了新的研究方向和解决方案,推动了对象检测技术的持续进步。 总结来说,这篇综述论文为理解对象检测领域的演进提供了全面的视角,是了解该领域历史、现状及未来趋势的宝贵资源。