YOLOv3中Anchor理解_yolo anchor

首先可以把anchor理解为：多尺度滑动窗口。

传统的检测过程是：

1、生成图像金字塔，因为待检测的物体的scale是变化的。

2、用滑动窗口在图片的特征金字塔上面滚动生成很多候选区域。

3、各种特征提取hog和分类器svm来对上面产生的候选区域中的图片信息来分类。

4、NMS非极大值抑制得到最后的结果。

但由于cnn具有强大的提取特征的能力，可以替代第三步，但第一第二步独立于cnn之外的，需要大量循环，速度也限制了，因此要更好的定位，需要更多的scale和radio不同窗口，但又增加了时间。而窗口滑动的时候，本质就是遍历像素的过程，因此直接为每个像素分配不同的尺度和比例的窗口矩形，它们的中心都是其所属的像素点。对于长度和比例的分配们可以根据标注图像信息通过k-means聚类得到。而每个像素分配几个不同长度和比例的窗口举行就是Anchor。一般模型的anchor非常多，因此可以看这些anchor与给定矩形的IOU是否满足条件来决定是否是所要的框。

IOU=area of overlap/area of union

yolov3中的Anchor Box理解

首先，anchor box就是从训练集中真实框（ground truth）中统计或聚类得到的几个不同尺寸的框。避免模型在训练的时候盲目的找，有助于模型快速收敛。假设每个网格对应k个anchor，也就是模型在训练的时候，它只是会在每一个网格附近找出这k种形状，不会找其他的。

anchor其实就是对预测的对象范围进行约束，并加入了尺寸先验经验，从而实现多尺度学习的目的。

选择anchor的形状。

yolov3使用k-means算法在训练集中所有样本的真实框（ground truth）中聚类，得到具有代表性形状的宽高（维度聚类）。但是具体几个anchor才是最合适的，作者采用实验的方式，分别用不同数量的anchor应用到模型，然后找出最优的在模型的复杂度和高召回率之间这种的那组anchor box，最终的出9个anchor box最佳。

而对于yolov3来说，输出为3个尺度的特征图，分别为13×13、26×26、52×52，对应着9个anchor，每个尺度均分3个anchor。

最小的13×13的特征图上由于其感受野最大，应该使用大的anchor(116x90)，(156x198)，(373x326)，这几个坐标是针对原始输入的，即416×416的，因此要除以32把尺度缩放到13×3下使用，适合较大的目标检测。中等的26*26特征图上由于其具有中等感受野故应用中等的anchor box (30x61)，(62x45)，(59x119)，适合检测中等大小的目标。较大的52*52特征图上由于其具有较小的感受野故应用最小的anchor box(10x13)，(16x30)，(33x23)，适合检测较小的目标。具体使用就是每个grid cell都有3个anchor box。

然而究竟是哪个anchor负责匹配它呢？和YOLOv1一样，对于训练图片中的ground truth，若其中心点落在某个cell内，那么该cell内的3个anchor box负责预测它，具体是哪个anchor box预测它，需要在训练中确定，即由那个与ground truth的IOU最大的anchor box预测它，而剩余的2个anchor box不与该ground truth匹配。YOLOv3需要假定每个cell至多含有一个grounth truth，而在实际上基本不会出现多于1个的情况。与ground truth匹配的anchor box计算坐标误差、置信度误差（此时target为1）以及分类误差，而其它的anchor box只计算置信度误差（此时target为0）。
有了平移（tx,ty）和尺度缩放（tw,th）才能让anchor box经过微调与grand truth重合。                                                                  如图，红色框为anchor box，绿色框为Ground Truth，平移+尺度缩放可实线红色框先平移到虚线红色框，然后再缩放到绿色框。边框回归最简单的想法就是通过平移加尺度缩放进行微调       

参考这篇文章，写的非常详细：史上最详细的Yolov3边框预测分析_逍遥王的博客-CSDN博客_yolov3锚框