Detecting small and distant objects remains challenging for object detectors due to scale variation, low resolution, and background clutter. Safety-critical applications require reliable detection of these objects for safe planning. Depth information can improve detection, but existing approaches require complex, model-specific architectural modifications. We provide a theoretical analysis followed by an empirical investigation of the depth-detection relationship. Together, they explain how depth causes systematic performance degradation and why depth-informed supervision mitigates it. We introduce DepthPrior, a framework that uses depth as prior knowledge rather than as a fused feature, providing comparable benefits without modifying detector architectures. DepthPrior consists of Depth-Based Loss Weighting (DLW) and Depth-Based Loss Stratification (DLS) during training, and Depth-Aware Confidence Thresholding (DCT) during inference. The only overhead is the initial cost of depth estimation. Experiments across four benchmarks (KITTI, MS COCO, VisDrone, SUN RGB-D) and two detectors (YOLOv11, EfficientDet) demonstrate the effectiveness of DepthPrior, achieving up to +9% mAP$_S$ and +7% mAR$_S$ for small objects, with inference recovery rates as high as 95:1 (true vs. false detections). DepthPrior offers these benefits without additional sensors, architectural changes, or performance costs. Code is available at https://github.com/mos-ks/DepthPrior.


翻译:检测小型和远距离目标对于目标检测器而言仍然具有挑战性,这主要归因于尺度变化、低分辨率以及背景干扰。在安全关键型应用中,可靠检测此类目标对于安全规划至关重要。深度信息能够提升检测性能,但现有方法需要进行复杂且模型特定的架构修改。本文首先提供理论分析,随后对深度与检测之间的关系进行实证研究。二者共同阐释了深度如何导致系统性性能下降,以及为何基于深度的监督能够缓解这一问题。我们提出DepthPrior框架,该框架将深度作为先验知识而非融合特征使用,在不修改检测器架构的前提下提供可比的性能增益。DepthPrior包含训练阶段的基于深度的损失加权(DLW)与基于深度的损失分层(DLS),以及推理阶段的深度感知置信度阈值(DCT)。其唯一开销仅为深度估计的初始计算成本。在四个基准数据集(KITTI、MS COCO、VisDrone、SUN RGB-D)和两种检测器(YOLOv11、EfficientDet)上的实验证明了DepthPrior的有效性,对于小目标检测实现了高达+9%的mAP$_S$与+7%的mAR$_S$提升,推理阶段的真阳性与假阳性检测恢复比最高可达95:1。DepthPrior无需额外传感器、架构改动或性能代价即可获得这些优势。代码发布于https://github.com/mos-ks/DepthPrior。

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