Graph neural networks (GNNs), as the de-facto model class for representation learning on graphs, are built upon the multi-layer perceptrons (MLP) architecture with additional message passing layers to allow features to flow across nodes. While conventional wisdom largely attributes the success of GNNs to their advanced expressivity for learning desired functions on nodes' ego-graphs, we conjecture that this is \emph{not} the main cause of GNNs' superiority in node prediction tasks. This paper pinpoints the major source of GNNs' performance gain to their intrinsic generalization capabilities, by introducing an intermediate model class dubbed as P(ropagational)MLP, which is identical to standard MLP in training, and then adopt GNN's architecture in testing. Intriguingly, we observe that PMLPs consistently perform on par with (or even exceed) their GNN counterparts across ten benchmarks and different experimental settings, despite the fact that PMLPs share the same (trained) weights with poorly-performed MLP. This critical finding opens a door to a brand new perspective for understanding the power of GNNs, and allow bridging GNNs and MLPs for dissecting their generalization behaviors. As an initial step to analyze PMLP, we show its essential difference with MLP at infinite-width limit lies in the NTK feature map in the post-training stage. Moreover, though MLP and PMLP cannot extrapolate non-linear functions for extreme OOD data, PMLP has more freedom to generalize near the training support.
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Generative Adversarial Networks (GANs) typically suffer from overfitting when limited training data is available. To facilitate GAN training, current methods propose to use data-specific augmentation techniques. Despite the effectiveness, it is difficult for these methods to scale to practical applications. In this work, we present ScoreMix, a novel and scalable data augmentation approach for various image synthesis tasks. We first produce augmented samples using the convex combinations of the real samples. Then, we optimize the augmented samples by minimizing the norms of the data scores, i.e., the gradients of the log-density functions. This procedure enforces the augmented samples close to the data manifold. To estimate the scores, we train a deep estimation network with multi-scale score matching. For different image synthesis tasks, we train the score estimation network using different data. We do not require the tuning of the hyperparameters or modifications to the network architecture. The ScoreMix method effectively increases the diversity of data and reduces the overfitting problem. Moreover, it can be easily incorporated into existing GAN models with minor modifications. Experimental results on numerous tasks demonstrate that GAN models equipped with the ScoreMix method achieve significant improvements.
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现有检测方法通常使用参数化边界框(Bbox)进行建模和检测(水平)对象,并将其他旋转角参数用于旋转对象。我们认为,这种机制在建立有效的旋转检测回归损失方面具有根本的局限性,尤其是对于高精度检测而言,高精度检测(例如0.75)。取而代之的是,我们建议将旋转的对象建模为高斯分布。一个直接的优势是,我们关于两个高斯人之间距离的新回归损失,例如kullback-leibler Divergence(KLD)可以很好地对齐实际检测性能度量标准,这在现有方法中无法很好地解决。此外,两个瓶颈,即边界不连续性和正方形的问题也消失了。我们还提出了一种有效的基于高斯度量的标签分配策略,以进一步提高性能。有趣的是,通过在基于高斯的KLD损失下分析Bbox参数的梯度,我们表明这些参数通过可解释的物理意义进行了动态更新,这有助于解释我们方法的有效性,尤其是对于高精度检测。我们使用量身定制的算法设计将方法从2-D扩展到3-D,以处理标题估计,并在十二个公共数据集(2-D/3-D,空中/文本/脸部图像)上进行了各种基本检测器的实验结果。展示其优越性。
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在鸟眼中学习强大的表现(BEV),以进行感知任务,这是趋势和吸引行业和学术界的广泛关注。大多数自动驾驶算法的常规方法在正面或透视视图中执行检测,细分,跟踪等。随着传感器配置变得越来越复杂,从不同的传感器中集成了多源信息,并在统一视图中代表功能至关重要。 BEV感知继承了几个优势,因为代表BEV中的周围场景是直观和融合友好的。对于BEV中的代表对象,对于随后的模块,如计划和/或控制是最可取的。 BEV感知的核心问题在于(a)如何通过从透视视图到BEV来通过视图转换来重建丢失的3D信息; (b)如何在BEV网格中获取地面真理注释; (c)如何制定管道以合并来自不同来源和视图的特征; (d)如何适应和概括算法作为传感器配置在不同情况下各不相同。在这项调查中,我们回顾了有关BEV感知的最新工作,并对不同解决方案进行了深入的分析。此外,还描述了该行业的BEV方法的几种系统设计。此外,我们推出了一套完整的实用指南,以提高BEV感知任务的性能,包括相机,激光雷达和融合输入。最后,我们指出了该领域的未来研究指示。我们希望该报告能阐明社区,并鼓励对BEV感知的更多研究。我们保留一个活跃的存储库来收集最新的工作,并在https://github.com/openperceptionx/bevperception-survey-recipe上提供一包技巧的工具箱。
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配备了广泛的传感器,主要的自主驾驶解决方案正变得越来越面向安全系统设计。尽管这些传感器已经奠定了坚实的基础,但最新的大多数生产解决方案仍然属于L2阶段。其中,Comma.ai出现在我们的视线中,声称一个售价999美元的售后设备装有单个相机和内部的木板具有处理L2场景的能力。该项目与Comma.ai发布的整个系统的开源软件一起名为OpenPilot。可能吗?如果是这样,它如何成为可能?考虑到好奇心,我们深入研究了OpenPilot,并得出结论,其成功的关键是端到端系统设计,而不是传统的模块化框架。该模型被简要介绍为SuperCombo,它可以从单眼输入中预测自我车辆的未来轨迹和其他道路语义。不幸的是,无法公开提供所有这些工作的培训过程和大量数据。为了进行深入的调查,我们尝试重新实现培训细节并测试公共基准测试的管道。这项工作中提出的重构网络称为“ op-Deepdive”。为了将我们的版本与原始SuperCombo进行公平的比较,我们引入了双模型部署方案,以测试现实世界中的驾驶性能。 Nuscenes,Comma2K19,Carla和内部现实场景的实验结果证明了低成本设备确实可以实现大多数L2功能,并且与原始的SuperCombo模型相当。在本报告中,我们想分享我们的最新发现,并阐明了从工业产品级别方面进行端到端自动驾驶的新观点,并有可能激发社区继续提高绩效。我们的代码,基准在https://github.com/openperceptionx/openpilot-deepdive上。
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域的适应性(DA)旨在将知识从标记的源域中学习的知识转移到未标记或标记较小但相关的目标域的知识。理想情况下,源和目标分布应彼此平等地对齐,以实现公正的知识转移。但是,由于源和目标域中注释数据的数量之间存在显着不平衡,通常只有目标分布与源域保持一致,从而使不必要的源特定知识适应目标域,即偏置域的适应性。为了解决此问题,在这项工作中,我们通过对基于对抗性的DA方法进行建模来对歧视器的不确定性进行建模,以优化无偏见转移。我们理论上分析了DA中提出的无偏可传递性学习方法的有效性。此外,为了减轻注释数据不平衡的影响,我们利用了目标域中未标记样品的伪标签选择的估计不确定性,这有助于实现更好的边际和条件分布在域之间的分布。对各种DA基准数据集的广泛实验结果表明,可以轻松地将所提出的方法纳入各种基于对抗性的DA方法中,从而实现最新的性能。
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我们提出了一个名为mmrotate的开源工具箱,该工具箱提供了基于深度学习的流行旋转对象检测算法的训练,推断和评估的连贯算法框架。mmrotate实现了18种最先进的算法,并支持三种最常用的角度定义方法。为了促进与旋转对象检测有关的问题的未来研究和工业应用,我们还提供了大量训练有素的模型和详细的基准测试,以深入了解旋转对象检测的性能。mmrotate将于https://github.com/open-mmlab/mmrotate公开发布。
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最近已经提出了3D车道检测的方法,以解决许多自动驾驶场景(上坡/下坡,颠簸等)中不准确的车道布局问题。先前的工作在复杂的情况下苦苦挣扎,因为它们对前视图和鸟类视图(BEV)之间的空间转换以及缺乏现实数据集的简单设计。在这些问题上,我们介绍了Persformer:具有新型基于变压器的空间特征变换模块的端到端单眼3D车道检测器。我们的模型通过参考摄像头参数来参与相关的前视本地区域来生成BEV功能。 Persformer采用统一的2D/3D锚设计和辅助任务,以同时检测2D/3D车道,从而提高功能一致性并分享多任务学习的好处。此外,我们发布了第一个大型现实世界3D车道数据集之一:OpenLane,具有高质量的注释和场景多样性。 OpenLane包含200,000帧,超过880,000个实例级别的车道,14个车道类别,以及场景标签和封闭式对象注释,以鼓励开发车道检测和更多与工业相关的自动驾驶方法。我们表明,在新的OpenLane数据集和Apollo 3D Lane合成数据集中,Persformer在3D车道检测任务中的表现明显优于竞争基线,并且在OpenLane上的2D任务中也与最新的算法相当。该项目页面可在https://github.com/openperceptionx/persformer_3dlane上找到,OpenLane数据集可在https://github.com/openperceptionx/openlane上提供。
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组合优化(CO)是一个长期存在的具有挑战性的任务,不仅是其固有的复杂性(例如NP-Hard),而且还具有对输入条件的可能敏感性。在本文中,我们主动开发对抗性攻击和对组合优化求解器的防御的机制,由此求解器被视为黑盒功能和原始问题的底层图形结构(通常可用并与问题相关联实例,例如DAG,TSP)在给定的预算下受到攻击。特别是,我们提出了一种简单而有效的防御策略来修改图形结构,以增加求解器的稳健性,这表明其跨任务和求解器的普遍效率。
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梯度下降上升(GDA),最简单的单环路算法用于非凸起最小化优化,广泛用于实际应用,例如生成的对抗网络(GANS)和对抗性训练。尽管其理想的简单性,最近的工作表明了理论上的GDA的较差收敛率,即使在一侧对象的强凹面也是如此。本文为两个替代的单环算法建立了新的收敛结果 - 交替GDA和平滑GDA - 在温和的假设下,目标对一个变量的polyak-lojasiewicz(pl)条件满足Polyak-lojasiewicz(pl)条件。我们证明,找到一个$ \ epsilon $ -stationary点,(i)交替的GDA及其随机变体(没有迷你批量),分别需要$ o(\ kappa ^ {2} \ epsilon ^ { - 2})$和$ o(\ kappa ^ {4} \ epsilon ^ {-4})$迭代,而(ii)平滑gda及其随机变体(没有迷你批次)分别需要$ o(\ kappa \ epsilon ^ { - 2}) $和$ o(\ kappa ^ {2} \ epsilon ^ { - 4})$迭代。后者大大改善了Vanilla GDA,并在类似的环境下给出了单环算法之间的最佳已知复杂性结果。我们进一步展示了这些算法在训练GAN和强大的非线性回归中的经验效率。
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