2025-08-31 加权IoU损失在二元语义分割中的创新应用与实践 加权IoU损失在二元语义分割中的创新应用与实践 1. 传统方法的局限性在医学影像分割(如肿瘤识别)或工业缺陷检测场景中,目标区域往往仅占全图的5%-15%。标准的交叉熵损失平等对待所有像素,导致模型偏向主导背景类别。虽然加权交叉熵能缓解该问题,但其优化目标与评估指标(如IoU)存在本质差异——这正是加权IoU损失提出的根本动因。2. 加权IoU损失的数学本质定义预测掩膜为Ŷ∈[0,1]^(H×W),真实标签为Y∈{0,1}^(H×W),空间权重矩阵W∈R+^(H×W)。加权IoU损失可表达为:$$ \mathcal{L}_{WIoU} = 1 - \frac{\sum(W \odot (Y \cap \hat{Y}))}{\sum(W \odot (Y \cup \hat{Y}))} $$其中⊙表示逐像素乘法。关键创新在于权重矩阵W的构造:- 边缘强化权重:通过Sobel算子提取目标边界区域,给予1.5-3倍系数- 类别补偿权重:根据全局类别比例动态调整,小目标区域自动获得更高权重3. 实现细节与技巧在PyTorch框架中高效实现需注意:1. 采用双线性插值保持权重图的空间连续性2. 添加1e-6平滑项避免分母为零3. 与Fo... 2025年08月31日 8 阅读 0 评论