計算機視覺來看看蘇伊士運河堵船（船舶檢測）

長榮海運貨柜輪長賜號從23日擱淺至今逾142小時，終于在29日重新上浮（refloated）成功。船運代理公司Inchcape和蘇伊士運河管理局皆證實，長賜號已經(jīng)重新漂浮在水面上，但目前還不清楚需要多少時間重啟運河。

綜合外媒報導，救援小組歷經(jīng)6天的開挖，已經(jīng)清出至少3.7萬立方公尺的淤泥，然而根據(jù)「VesselFinder」網(wǎng)站的追蹤實時圖可見，長賜號已經(jīng)的船身已逐漸回正，船頭的部分已經(jīng)離開岸邊。

今天我們也來說說船舶檢測相關的計算機視覺相關知識！

一、簡要

遙感圖像中的船舶檢測在各種應用中起著至關重要的作用，近年來受到越來越多的關注。然而，現(xiàn)有的多面向船舶檢測方法通常是在一組預定義的旋轉anchor boxes上開發(fā)的。這些預定義的框不僅導致不準確的角度預測，而且還引入了額外的超參數(shù)和較高的計算成本。此外，現(xiàn)有方法還沒有充分利用船舶尺寸的先驗知識，這阻礙了它們檢測精度的提高。 

針對上述問題，有研究者提出了一種center-head point extraction based detector(命名為CHPDet)，以實現(xiàn)遙感圖像中的任意方向船舶檢測。CHPDet將面向任意方向的船只公式化為帶有航向點的旋轉框，用于確定方向。利用方位不變模型(OIM)生成方位不變特征映射。進行關鍵點估計，尋找船舶中心。然后，船舶的大小和 head points被回歸。最后使用目標大小來調整結果。

此外，還介紹了一種新的用于固定ground sample distance(GSD)遙感圖像中多類任意定向船舶檢測的數(shù)據(jù)集，稱為FGSD2021。在兩個船舶檢測數(shù)據(jù)集(即FGSD2021和HRSC2016)上的實驗結果表明，CHPDET達到了最先進的性能，并且能夠很好地區(qū)分船頭和船尾。代碼和數(shù)據(jù)集將公開提供。

船舶的四種不同表示和角度回歸方案的缺點。

(a) Horizontal boxes parameterized by 4 tuples (xmin, ymin, xmax, ymax). (b) Rotated box with the angle parameterized by 5 tuples (xc, yc, w, h, θ). (c) Rotated box with vertices (a, b, c, d), parametrized by 8 tuples (xa, ya, xb, yb, xc, yc, xd, yd). (d) Rotated box with head point which is parameterized by 6 tuples (xc, yc, w, h, xh, yh). (e) A small angle disturbance will cause a large IoU decrease. (f) The angle is discontinous when reaches its range boundary.

二、overall framework

為了解決現(xiàn)在遇到的常見問題，研究者提出了CHPDet，以實現(xiàn)遙感圖像中任意方向的艦船探測。CHPDet將面向任意方向的船只公式化為帶有航向點的旋轉框，用于確定方向。執(zhí)行關鍵點估計以找到船只的中心。然后，將船只的大小和航向點進行回歸。最后使用目標大小來調整結果。

具體公式推導可以自行看論文熟知，或者后期我們針對框架公式進行詳細分析。論文地址：https://arxiv.org/pdf/2101.11189.pdf

三、實驗結果

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