一种针对任意四边形的非极大值抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种针对任意四边形的非极大值抑制方法，包括如下步骤：对所有框按照得分进行排序；从每列最大的得分建议框开始，分别与该列后面的得分建议框进行IOU计算，若IOU>阈值，则剔除得分较小的建议框；从每列次大的得分建议框开始，重复步骤2；重复步骤3直到遍历完该列所有建议框。本发明专利技术在两个四边形框的交并比计算的过程中，用几何的方法代替了原先的除法，不但实现了对于任意四边形框的非极大值抑制，而且避免了由于除法带来的精度的偏差，计算结果精准，可信度高。

【技术实现步骤摘要】
一种针对任意四边形的非极大值抑制方法
本专利技术属于图像处理
，具体涉及图像目标检测中，针对任意四边形的一种改进的非极大值抑制方法。
技术介绍
非极大值抑制，简称为NMS算法，英文为Non-MaximumSupression。其思想是搜素局部最大值，抑制极大值。NMS算法在不同应用中的具体实现不太一样，但思想是一样的。非极大值一直在计算法视觉任务中得到了广泛的应用，例如边缘检测、人脸检测、目标检测等。目标检测的过程中在同一目标的位置上会产生大量的候选框，这些候选框相互之间可能会有重叠，此时我们需要利用非极大值抑制找到最佳的目标边界框，消除冗余的边界框。非极大值抑制的目标边界框列表及其对应的置信度得分列表。设定阈值，阈值用来删除重叠较大的边界框。IOU：intersection-over-union，即两个边界框的交集部分除以它们的并集。目前的非极大值抑制以及计算IOU的方法只能按照矩形框的方式，而在图像检测和识别的过程中，出现需要识别任意四边形框时，并不适用，比如舰船检测，图片中文字框的检测等。所以，需要一个新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种能够针对任意四边形的改进的非极大值抑制方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种针对任意四边形的非极大值抑制方法，包括如下步骤：1)对所有框按照得分进行排序；2)从每列最大的得分建议框开始，分别与该列后面的得分建议框进行IOU计算，若IOU>阈值，则剔除得分较小的建议框，否则认为图像中同一类物体有多个目标；(两个同类的目标的建议框基本不会有重叠，因此去掉建议框重叠较大的实际上是实现了剔除同一个目标的重叠框)3)从每列次大的得分建议框开始，重复步骤2；4)重复步骤3直到遍历完该列所有建议框。进一步地，所述步骤2中IOU计算的具体步骤如下：a)先求任意四个点四边形的面积；b)采用几何的方法计算是否有四边形的定点落在另一个四边形之内；c)计算两个矩形框的交点；d)将两个矩形框的交底和顶点按照顺时针排序并连成多边形，然后分割成一个小三角形计算总面积；e)用两个交集的面积除以两个四边形框的并集的面积，得到IOU。进一步地，所述步骤a中任意四个点四边形的面积的计算步骤如下：a-1)计算四个点的斜率；a-2)计算四边形的每个位置上的各个函数值；a-3)判断是否在四个点之内,如果满足条件，就加1，这样就算出了四个点的面积。进一步地，所述步骤b中采用向量内积的方法确定四边形的定点是否落在另一个四边形之内，其计算公式如下：上式中A、B、C分别为四边形的三个点，P为四边形的定点，通过公式计算是否大于0，如果大于0，那么定点P就在四边形之内，假如小于0，那么定点P就不在四边形之内。有益效果：本专利技术与现有技术相比，在两个四边形框的交并比计算的过程中，用几何的方法代替了原先的除法，不但实现了对于任意四边形框的非极大值抑制，实现了技术性突破，解决了原先只能按照矩形框的方式进行非极大值抑制存在的技术问题，从而扩宽了非极大值抑制的应用领域，而且避免了由于除法带来的精度的偏差，计算结果精准，可信度高。附图说明图1为本实施例中任意一个四边形面积的计算示意图；图2为判断定点P是否在一个四边形之内的示意图；图3为计算两条线交点的示意图；图4为计算多边形交集面积示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。本实施例中进行非极大值抑制的输入为2000×20的矩阵，其中2000表示该图像上框的个数，20表示类别数，根据此矩阵输入，本实施例提供一种针对任意四边形的非极大值抑制方法，包括如下步骤：1)对2000×20维矩阵中每列按从大到小进行排序，每列表示一类，共20类；2)从每列最大的得分建议框开始，分别与该列后面的得分建议框进行IOU计算，若IOU>阈值，则剔除得分较小的建议框，否则认为图像中同一类物体有多个目标，其中IOU计算的具体步骤a-g如下：a)求四个点四边形的面积，如图1所示，四个点分别为(X1、Y1)、(X2、Y2)、(X3、Y3)、(X4、Y4)，其计算步骤如下：a-1)先计算四个点的斜率：K1＝(y2-y1)/(x2-x1)K2＝(y3-y2)/(x3-x2)K3＝(y4-y3)/(x4-x3)K4＝(y1-y4)/(x1-x4)a-2)计算四边形的每个位置上的函数值：L1＝int(tk1*(i-tx1)+ty1)L2＝int(tk2*(i-tx2)+ty2)L3＝int(tk3*(i-tx3)+ty3)L4＝int(tk4*(i-tx4)+ty4)a-3)判断是否在四个点之内，如果满足条件，就加1，这样就算出了四个点的面积，其表达式如下：(l1<＝j)&(l2>＝j)&(l3>＝j)&(l4<＝j)b)如图2所示，计算是否有四边形的定点落在另一个四边形之内，其具体为：采用向量内积的方法确定四边形的定点是否落在另一个四边形之内，其计算公式如下：上式中A、B、C分别为四边形的三个点，P为四边形的定点，通过公式计算是否大于0，如果大于0，那么定点P就在四边形之内，假如小于0，那么定点P就不在四边形之内；c)重复步骤b，分别计算出八个点是否在另一个四边形之内；d)如图3所示，计算任意两条线是否相交，其公式如下：e)重复步骤d遍历四边形的任意两条线计算交点；f)将两个矩形的交点以及顶点进行顺时针排序并连成多边形，然后分割成一个小三角形计算总面积，如图4所示，交集的面积转换成EHM和EMB之和；g)用两个交集的面积除以两个四边形框的并集的面积，得到IOU。3)从每列次大的得分建议框开始，重复步骤2；4)重复步骤3直到遍历完该列所有建议框；5)遍历完2000×20维矩阵所有列，即所有物体种类都做了一遍非极大值抑制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对任意四边形的非极大值抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：1)对所有框按照得分进行排序；2)从每列最大的得分建议框开始，分别与该列后面的得分建议框进行IOU计算，若IOU>阈值，则剔除得分较小的建议框；3)从每列次大的得分建议框开始，重复步骤2；4)重复步骤3直到遍历完该列所有建议框。

【技术特征摘要】
1.一种针对任意四边形的非极大值抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：1)对所有框按照得分进行排序；2)从每列最大的得分建议框开始，分别与该列后面的得分建议框进行IOU计算，若IOU>阈值，则剔除得分较小的建议框；3)从每列次大的得分建议框开始，重复步骤2；4)重复步骤3直到遍历完该列所有建议框。2.根据权利要求1所述的一种针对任意四边形的非极大值抑制方法，其特征在于：所述步骤2中IOU计算的具体步骤如下：a)先求任意四个点四边形的面积；b)采用几何的方法计算是否有四边形的定点落在另一个四边形之内；c)计算两个矩形框的交点；d)将两个矩形框的交底和顶点按照顺时针排序并连成多边形，然后分割成一个小三角形计算总面积；e)用两个交集...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗子娟，李友江，缪伟鑫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32