Mask R-CNN 3D
Mask R-CNN 3D – это расширение знаменитой модели Mask R-CNN для работы с трехмерными данными (объёмными изображениями или облаками точек). Классическая Mask R-CNN предназначена для instance segmentation (сегментации отдельных объектов) на 2D-изображениях и состоит из двух основных частей: (1) сети предложений областей (Region Proposal Network, RPN) и (2) головы (Head) с несколькими выходными ветвями для классификации, регрессии ограничивающих рамок и сегментации масок . В версии 3D эта же концепция перенесена в трехмерное пространство.
Входом модели Mask R-CNN 3D обычно является объёмный данных – например, медицинский 3D снимок (CT/MRI) размером (D×H×W) или облако точек, представляющее 3D-сцену. Backbone-сеть (обычно сверточная нейросеть типа ResNet) извлекает из входных данных многомасштабные признаки. В 3D версии backbone заменяет все 2D-операции (свертки, пулинг) на 3D-аналоги, позволяя обрабатывать объёмные данные напрямую. (Если 3D-данные заданы как облако точек, возможно предварительное преобразование, например, вокселизация пространства или проекция на несколько 2D-плоскостей – об этом подробнее в разделе 6.) Backbone формирует карты признаков – объёмные тензоры с пониженным разрешением, но содержащие высокоуровневую информацию о структуре объектов в сцене.
Далее вступает Region Proposal Network (RPN) – небольшая сеть, скользящая по картам признаков и генерирующая набор предположительных объектов (region proposals) в виде ограничивающих 3D-рамок (прямоугольных параллелепипедов в координатах исходного объёма). RPN использует заранее заданные «якоря» (anchor boxes) – шаблонные 3D-боксы разных размеров и соотношений сторон, размещенные по всей карте признаков . Для каждого такого anchor RPN предсказывает два значения: объектность (есть объект/фон) и смещение рамки (на сколько нужно подвинуть и масштабировать anchor, чтобы точнее охватить объект). После этого выбираются топ-N наиболее перспективных предложений с помощью non-maximum suppression (NMS) – подавления пересекающихся рамок с меньшей оценкой.
Читать далее