Czym jest przecięcie nad sumą (IoU)?

Przecięcie nad sumą (IoU) to wynik mierzący nakładanie się dwóch obszarów jako pole części wspólnej podzielone przez pole łączne. Te dwa obszary to zwykle przewidywana maska lub ramka oraz maska lub ramka rzeczywista.

Obliczanie

IoU = |A ∩ B| / |A ∪ B|

A to przewidywany obszar, a B to obszar rzeczywisty. Część wspólna to obszar należący do obu. Suma to obszar należący do co najmniej jednego z nich. Wartość wynosi 0, gdy obszary się nie nakładają, a 1, gdy są równe. Ta sama miara to indeks Jaccarda.

Dla maski pikselowej IoU można też zapisać jako TP / (TP + FP + FN). TP to liczba pikseli należących do obu masek. FP to liczba pikseli należących tylko do predykcji. FN to liczba pikseli należących tylko do maski rzeczywistej.

Zastosowanie w benchmarkach

Zadanie detekcji PASCAL VOC uznaje przewidywaną ramkę za poprawną, gdy jej IoU z ramką rzeczywistą jest większe niż 0,5. Autorzy VOC ustawili ten próg celowo nisko, ponieważ ramki rzeczywiste nie są dokładne. Od VOC2008 zadanie segmentacji VOC ocenia też każdą klasę wzorem TP / (TP + FP + FN).

Kod oceny COCO podaje średnią precyzję przy IoU 0,50, przy IoU 0,75 i uśrednioną po dziesięciu progach od 0,50 do 0,95.

Średnie IoU

Średnie IoU (mIoU) to IoU każdej klasy uśrednione po wszystkich klasach.

IoU a współczynnik Dice’a

Współczynnik Dice’a (Sørensena-Dice’a) mierzy to samo nakładanie w innej skali. Oznaczając Dice jako S, a IoU jako J:

• S = 2J / (1 + J)
• J = S / (2 - S)

Dla tej samej pary masek Dice jest równy lub wyższy niż IoU. Segmentacja z TP = 80, FP = 20 i FN = 20 ma IoU 0,67 i Dice 0,80. Porównuj wyniki tylko wtedy, gdy używają tej samej miary.

Zastosowanie przy segmentacji pęknięć nawierzchni

Opublikowane modele segmentacji pęknięć nawierzchni, na przykład Context-CrackNet, podają mIoU razem ze współczynnikiem Dice. Wartość IoU porównuje maskę modelu z maską rzeczywistą. Nie podaje szerokości, długości ani stopnia uszkodzenia pęknięcia.