yolo模型评估指标相关概念

news2025/2/27 16:18:17

mAP（mean Average Precision 平均精度），是一个经常被用来衡量目标检测模型是否具有较好性能的指标。

计算mAP需要先计算每一类物体的AP，然后取平均值，所以下面介绍的 TP,FP,FN,TN都是针对某一类物体（目标）的检测结果来讲的。

GT：Ground Truth，也就是标签，对应了真实框的大小位置以及分类。

IoU：两个框的交并比。

score或confidence：每个预测框的置信度，表示这个预测框包含某个目标的可能性，score或者confidence越高，表示模型认为其包含某种目标的可能性越大。

IoU threshold：人工设定的IoU阈值。如果预测框与GT框的IoU大于此阈值，则认为预测框与GT框非常相似，否则就认为预测框与GT差别很大。针对不同数据集，这个取值会不一样，因为针对不同数据集有不同的评价标准，比如说Pascal VOC数据集的设定是0.5，而COCO数据集设定了多个标准，从而会参考在多个IoU threshold下的mAP来评判模型的好坏。

score threshold：人工设定的score或confidence的阈值，对于某一类来讲，预测框的分类置信度大于此阈值则认为这个框检测到了这类物体，保留预测框，小于这个值则认为这个框中没有检测到这类物体，舍弃预测框。针对这一步筛选出的预测框，通常会再进行一次NMS，消除冗余的框，然后将剩下的边界框参与TP、FP、FN、TN的计算。

TP: True Positive，一个正确的检测结果，被模型检测为正的正样本。我们这步针对所有经过score threshold筛选出的预测框，针对一个预测框来讲，如果边界框位置大小与某个GT非常相似（检测框与GT的IoU ≥ IoU threshold），那么我们就认为这个框就是一个正确的检测结果，并将其与该GT 配对，TP即为这类检测框的数量。注意，在实际预测中，经常出现多个预测框和同一个GT的IoU都大于阈值，这时通常只将这些预测框中score最大的算作 TP，其它算作FP。

FP: False Positive，一个错误的检测结果，被模型检测为正的负样本。即边界框位置大小不达标（检测框与GT的IoU < IoU threshold）又或者这个预测框是多余的预测框（即这个框对应的GT的已经存在一个TP与之对应）的数量。在计算的时候，一般将检测出的所有边界框数量减去所有预测正确边界框的数量，也就是所有经过score threshold筛选出的预测框除去TP，剩下的边界框的数量就是FP。

FN: False Negative，没有被检测到的GT的数量。即对于所有GT，除去所有被预测正确的边界框（也就是TP）对应的GT，剩下的没有被检测到的GT的数量。又称为被模型检测为负的正样本。

TN: True Negative，被模型预测为负的负样本。但在目标检测mAP的计算过程中没有用到这类，通常在分类任务中会用到。

Precision（准确率）: TP / (TP + FP)，准确率是模型给出的所有预测结果中，正确预测的结果所占的比例。其中TP+FP就是根据score threshold筛选出来的候选框的数量。

Recall（召回率）: TP / (TP + FN)，召回率是模型预测的正确结果最多能覆盖多少GT。这也解释了为什么在计算TP时，同一个GT只对应一个正确的检测框 TP，如果允许一个GT对应多个正确的预测框，假如对于每个GT都存在大于一个的正确预测框数，那么最终得到的召回率很明显会大于1，这是不符合常理的。其中TP+FN就是GT的数量。

对于多分类的目标检测任务来讲，会分别计算一张图片中每个类别的TP、 FP、FN的数量，进一步计算出每个类别的Precision和Recall。

所以对于 precision和recall的含义，可以这样理解： preicision是在模型得出的正样本中，有多大比例真的是正样本， recall则是在真正的正样本中，有多少被你找到了。

PR曲线: Precision-Recall曲线，将所有precision-recall点连成的曲线（一般会为每个类别的预测框建立各自的PR曲线）。

AP: Average Precision ，平均精度，根据PR曲线计算得出。

mAP: mean Average Precision, 各类别AP的平均值。

首先来看，yolo算法是一个one-stage的算法，即一步直达，所以速度非常快，适合做实时检测。缺点就是没有那么精确。

有一个概念MAP：这个指标是为了去衡量综合的检测效果。

这里牵扯到另一个概念就是召回率：