目标检测的评价标准mAP, Precision, Recall, Accuracy

Posted 2022-11-19 notesbyy

目录

• metrics 评价方法
  • TP , FP , TN , FN
    • 概念
    • 计算流程
  • Accuracy , Precision ,Recall
  • Average Precision
  • PR曲线
  • AP计算 Average Precision
    • mAP
  • 参考资料

metrics 评价方法

注意，在多分类问题中，评价方法是逐个类计算的，不是所有类一起算，是只针对一个类算，每个类别有自己的指标值！

TP , FP , TN , FN

概念

TP = 预测为positive 且ground-truth和预测一致 FP= 预测为positive 且ground-truth和预测不一致

TN=预测为negative 且ground-truth和预测一致 FN=预测为negative 且ground-truth和预测不一致

计算流程

在所有预测为猫咪类的框中, 具有怎么样的特征的框才是 TP 和 FP 呢?

计算流程

1. 猫咪类别的 Prediction下，对于某一确定 score threshold

• 将 Prediction 按照 score 排序
• score 大于 score threshold 的 Prediction 的定义为 Positive

1. 猫咪类别的 Positive Prediction下，对于某一确定 IOU threshold

• 与猫咪类别的 GT的 IOU 大于 threshold 的 Prediction， 并且 该GT是未被其它Prediction 匹配的，标记为 True Positive(TP)，对应的GT标记为已匹配
• 与猫咪类别的 GT的 IOU 小于 threshold 的 Prediction， 或是该GT已经被匹配，则标记为 False Positive(FP)

Accuracy , Precision ,Recall

设样本 \(i\) 的真实标签 \(x_i\)，网络输出的置信度为 $ y_i $

准确率Accuracy

\[ \fracCorrectNumTotalNum=\fracTP+TNTotalNum \]

精确率Precision 判断对了多少个【都被模型判断为positive，其中判对了多少个】

\[ p(t)=P(x_i \in C\ |\ y_i \ge t ) = \fracTPTP+FP=\fracTPall\ detections \]

召回率Recall positive找到了多少个 【在真实标签为positive的所有样本中，找到了多少个】

\[ r(t)=P(y_i \ge t \ | \ x_i \in C) = \fracTPTP+FN=\fracTPall\ groundtruth \]

https://blog.csdn.net/asasasaababab/article/details/79994920 这里有解释为什么不能直接用准确率accuracy：

• 主要是因为类别不平衡问题，如果大部分是negative的 而且大部分模型都很容易判别出来，那准确率都很高， 没有区分度，也没有实际意义(因为negative不是我们感兴趣的)

Precision vs Accuracy

Precision 查准率，针对某一类别，没有说明具体类别的precision是没有意义的，在二分类问题中默认是正样本的precision （比如在目标检测里面针对的是positive类别）

Accuracy 准确率，计算的是分类正确个数占全体样本的比例，针对的是所有类别

Average Precision

平均精确率Average Precision

\[ AP = \frac111\sum_r\in \0, 0.1, 0.2, ..., 1\ p_interp(r) \p_interp(r) = max_\hat r:\hat r \ge r p(\hat r) \]

• 解释第二个式子：ｒ的取值从 0到1 以0.1为间距，共11个取值。从某个ｒ开始 从所有比r大的值中选择某个作为阈值t 计算精度，返回精度的最大值

• \(AP_2D\)： 在图像平面上计算的AP 记为\(AP_2D\)

3D detection中还会涉及到以下指标：

• \(AP_BV\)：将3D检测投影到BEV视角，然后计算\(AP_BV\) ，能够避免不同物体投影到2D可能会重叠的情况

• \(AP_3D\)：直接计算3D bbox和ground-truth bbox的IoU，但是仍然无法精确衡量bbox方向的精确率

PR曲线

Precision-Recall Curve

• Recall是横轴， Precision是纵轴，随着Recall的增大，Precision会下降，因为为了使模型找得更全(high recall)，可能需要检测更多物体，从而可能有很多false positive(使得precision下降)

• 以rank为例，计算 每新增一个样本之后，当前序列的precision和recall https://blog.csdn.net/asasasaababab/article/details/79994920 这里有给出图片例子

• 怎么画的？插值

• 【局限】只比较不同模型的曲线有时候很难分辨，因为不同的曲线可能经常会交叉，考虑用AP(其实就是曲线和坐标轴围成的面积，是一个数值，可以更直观比较)

AP计算 Average Precision

两种方式：11点插值，或是计算面积(AUC Area Under Precision-Recall Curve)

• 11点插值：把recall从 0~1 每隔 0.1 取端点 共11个，每个端点对应 \(p_interp(r)\) 计算公式如上

• 计算面积：将曲线平滑成直角折线，从而计算曲线与坐标轴的面积近似于对每小块矩形面积求和

https://github.com/rafaelpadilla/Object-Detection-Metrics

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mAP

目标检测中衡量识别精度的指标是mAP（mean average precision）

多个类别物体检测中，每一个类别都可以根据recall和precision绘制一条曲线，AP就是该曲线下的面积，mAP是多个类别AP的平均值

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参考资料

https://blog.csdn.net/asasasaababab/article/details/79994920

https://github.com/rafaelpadilla/Object-Detection-Metrics