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区域评估:揭示目标检测中的空间偏置

计算机视觉与模式识别 2024-06-04 v2

摘要

目标检测器的一个基本局限是它们遭受“空间偏置”,尤其在检测靠近图像边界的物体时表现不尽如人意。长期以来,缺乏有效的方式来度量和识别空间偏置,且关于其来源和程度知之甚少。为此,我们提出了一种新的区域评估协议,从传统评估扩展为更通用的评估,度量各区域上的检测性能,产生一系列区域精度(ZPs)。我们首次提供了数值结果,表明目标检测器在各区域上的表现相当不均衡。令人惊讶的是,检测器在图像96%边界区域内的性能未达到AP值(平均精度,通常被视为整个图像区域内的平均检测性能)。为了更好地理解空间偏置,我们进行了一系列启发式实验。我们的研究排除了关于空间偏置的两个直观猜想,即物体尺度和物体的绝对位置几乎不影响空间偏置。我们发现,关键在于不同区域中物体之间数据模式上人类不可察觉的差异,从而最终形成区域间可见的性能差距。基于这些发现,我们最终讨论了目标检测的一个未来方向,即空间不均衡问题,旨在追求整个图像区域上均衡的检测能力。通过广泛评估10种流行目标检测器和5个检测数据集,我们揭示了目标检测器的空间偏置。我们希望这项工作能引起对检测鲁棒性的关注。源代码、评估协议和教程公开于 https://github.com/Zzh-tju/ZoneEval。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.13215,
  title  = {Zone Evaluation: Revealing Spatial Bias in Object Detection},
  author = {Zhaohui Zheng and Yuming Chen and Qibin Hou and Xiang Li and Ping Wang and Ming-Ming Cheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13215},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted by IEEE TPAMI