一、背景:为什么需要 FPN?
1.1 单尺度特征的局限性
传统卷积神经网络(如 VGG、ResNet)通过堆叠卷积层逐步下采样,形成语义层次化特征:
- 浅层(如 stage2):高分辨率、低语义(边缘、纹理)
- 深层(如 stage5):低分辨率、高语义(物体类别、全局上下文)
但目标检测任务需同时处理不同尺度的目标(如 COCO 中的小目标 <32px,大目标 >96px)。若仅用深层特征:
- 小目标可能在下采样中完全消失;
- 定位精度差(因分辨率低)。
1.2 早期多尺度方案的不足
- 图像金字塔:对输入图像多尺度缩放 → 计算昂贵;
- 单特征图预测:无法兼顾大小目标;
- SSD 式多层预测:直接用不同层预测,但浅层缺乏语义。
1.3 FPN 的突破(Lin et al., CVPR 2017)
提出 自上而下 + 横向连接 的金字塔结构:
- 所有层级输出具有高语义密度;
- 实现单一网络、一次前向、多尺度强特征。
二、FPN 的标准结构回顾
FPN 包含三部分:
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