为什么 roi_align 在 pytorch 中似乎不起作用？

Question

我是pytorch初学者。pytorch中的RoIAlign模块好像有bug。代码很简单，但结果出乎我的意料。

代码：

import torch
from torchvision.ops import RoIAlign

if __name__ == '__main__':
    output_size = (3,3)
    spatial_scale = 1/4 
    sampling_ratio = 2  

    #x.shape:(1,1,6,6)
    x = torch.FloatTensor([[
        [[1,2,3,4,5,6],
        [7,8,9,10,11,12],
        [13,14,15,16,17,18],
        [19,20,21,22,23,24],
        [25,26,27,28,29,30],
        [31,32,33,34,35,36],],
    ]])

    rois = torch.tensor([
        [0,0.0,0.0,20.0,20.0],
    ])
    channel_num = x.shape[1]
    roi_num = rois.shape[0]

    a = RoIAlign(output_size, spatial_scale=spatial_scale, sampling_ratio=sampling_ratio)
    ya = a(x, rois)
    print(ya)

输出：

tensor([[[[ 6.8333,  8.5000, 10.1667],
          [16.8333, 18.5000, 20.1667],
          [26.8333, 28.5000, 30.1667]]]])

但在这种情况下，它不应该是每个 2x2 单元上的平均池化操作，例如：

tensor([[[[ 4.5000,  6.5000, 8.5000],
          [16.5000, 18.5000, 20.5000],
          [28.5000, 30.5000, 32.5000]]]])

我的火炬版本是 1.3.0，带有 python3.6 和 cuda 10.1，在 Ubuntu16 上。我已经困扰了两天，如果有人可以帮助我，我将不胜感激。

Answer 1

直观的解释

图像坐标有一些复杂性。我们需要考虑这样一个事实，即像素实际上是正方形而不是空间中的点。我们将像素的中心解释为整数坐标，例如 (0,0) 表示第一个像素的中心，而 (-0.5, -0.5) 表示第一个像素的左上角。基本上这就是为什么你没有得到你期望的结果。从 (0,0) 到 (5,5) 的 roi 实际上切穿了边界像素，这导致在执行 roi 对齐时在像素之间进行采样。相反，如果我们将 roi 定义为 (-0.5, -0.5) 到 (5.5, 5.5)，那么我们会得到预期的结果。考虑到比例因子，这会转化为从 (-2, -2) 到 (22, 22) 的 roi。

import torch
from torchvision.ops import RoIAlign

output_size = (3, 3)
spatial_scale = 1 / 4
sampling_ratio = 2  

x = torch.FloatTensor([[
    [[1,  2,  3,  4,  5,  6 ],
     [7,  8,  9,  10, 11, 12],
     [13, 14, 15, 16, 17, 18],
     [19, 20, 21, 22, 23, 24],
     [25, 26, 27, 28, 29, 30],
     [31, 32, 33, 34, 35, 36]]
]])

rois = torch.tensor([
    [0, -2.0, -2.0, 22.0, 22.0],
])

a = RoIAlign(output_size, spatial_scale=spatial_scale, sampling_ratio=sampling_ratio)
ya = a(x, rois)
print(ya)

这导致

tensor([[[[ 4.5000,  6.5000,  8.5000],
          [16.5000, 18.5000, 20.5000],
          [28.5000, 30.5000, 32.5000]]]])

替代解释

将区间 [0, 5] 分成 3 个等长的区间给出 [0, 1.67], [1.67, 3.33], [3.33, 5]。所以输出窗口的边界会落入这些坐标中。显然，这不会导致很好的采样结果。