接受注释较弱的对象探测器是全面监督者的负担得起的替代方案。但是,它们之间仍然存在显着的性能差距。我们建议通过微调预先训练的弱监督检测器来缩小这一差距,并使用``Box-In-box''(bib'(bib)自动从训练集中自动选择了一些完全注销的样品,这是一种新颖的活跃学习专门针对弱势监督探测器的据可查的失败模式而设计的策略。 VOC07和可可基准的实验表明,围嘴表现优于其他活跃的学习技术,并显着改善了基本的弱监督探测器的性能,而每个类别仅几个完全宣布的图像。围嘴达到了完全监督的快速RCNN的97%,在VOC07上仅10%的全已通量图像。在可可(COCO)上,平均每类使用10张全面通量的图像,或同等的训练集的1%,还减少了弱监督检测器和完全监督的快速RCN之间的性能差距(In AP)以上超过70% ,在性能和数据效率之间表现出良好的权衡。我们的代码可在https://github.com/huyvvo/bib上公开获取。
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半弱监督和监督的学习最近在对象检测文献中引起了很大的关注,因为它们可以减轻成功训练深度学习模型所需的注释成本。半监督学习的最先进方法依赖于使用多阶段过程训练的学生老师模型,并大量数据增强。为弱监督的设置开发了自定义网络,因此很难适应不同的检测器。在本文中,引入了一种弱半监督的训练方法,以减少这些训练挑战,但通过仅利用一小部分全标记的图像,并在弱标记图像中提供信息来实现最先进的性能。特别是,我们基于通用抽样的学习策略以在线方式产生伪基真实(GT)边界框注释,消除了对多阶段培训的需求和学生教师网络配置。这些伪GT框是根据通过得分传播过程累积的对象建议的分类得分从弱标记的图像中采样的。 PASCAL VOC数据集的经验结果表明,使用VOC 2007作为完全标记的拟议方法可提高性能5.0%,而VOC 2012作为弱标记数据。同样,有了5-10%的完全注释的图像,我们观察到MAP中的10%以上的改善,表明对图像级注释的适度投资可以大大改善检测性能。
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深度神经网络对物体检测达到了高精度,但它们的成功铰链大量标记数据。为了减少标签依赖性,已经提出了各种主动学习策略,通常基于探测器的置信度。但是,这些方法偏向于高性能类,并且可以导致获取的数据集不是测试集数据的代表不好。在这项工作中,我们提出了一个统一的主动学习框架,这考虑了探测器的不确定性和鲁棒性,确保网络在所有类中表现良好。此外,我们的方法利用自动标记来抑制潜在的分布漂移,同时提高模型的性能。 Pascal VOC07 ​​+ 12和MS-Coco的实验表明,我们的方法始终如一地优于各种活跃的学习方法,在地图中产生高达7.7%,或降低标记成本的82%。代码将在接受纸张时发布。
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昂贵注释的要求是培训良好的实例细分模型的重大负担。在本文中,我们提出了一个经济活跃的学习环境,称为主动监督实例细分(API),该实例分段(API)从框级注释开始,并迭代地在盒子内划分一个点,并询问它是否属于对象。API的关键是找到最大程度地提高分段准确性的最佳点,以有限的注释预算。我们制定此设置,并提出几种基于不确定性的抽样策略。与其他学习策略相比,使用这些策略开发的模型可以在具有挑战性的MS-Coco数据集上获得一致的性能增长。结果表明,API集成了主动学习和基于点的监督的优势,是标签有效实例分割的有效学习范式。
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研究表明,当训练数据缺少注释时,对象检测器的性能下降,即稀疏注释数据。当代方法专注于缺少地面实话注释的代理,无论是伪标签的形式还是通过在训练期间重新称重梯度。在这项工作中,我们重新审视了稀疏注释物体检测的制定。我们观察到稀疏注释的物体检测可以被认为是区域级的半监督对象检测问题。在此洞察力上,我们提出了一种基于区域的半监督算法,它自动识别包含未标记的前景对象的区域。我们的算法然后以不同的方式处理标记和未标记的前景区域,在半监督方法中进行常见做法。为了评估所提出的方法的有效性,我们对普斯卡尔库尔和可可数据集的稀疏注释方法常用的五种分裂进行详尽的实验,并实现最先进的性能。除此之外,我们还表明,我们的方法在标准半监督设置上实现了竞争性能,证明了我们的方法的实力和广泛适用性。
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由于检测数据集的规模小,当前对象探测器的词汇量受到限制。另一方面,图像分类器的原因是大约更大的词汇表,因为他们的数据集更大,更容易收集。我们提出守则,只需在图像分类数据上培训检测器的分类器,从而扩展了探测器的词汇量到数万个概念。与现有工作不同,拒绝不会根据模型预测将图像标签分配给框,使其更容易实现和兼容一系列检测架构和骨架。我们的结果表明,即使没有箱子注释,否则差异也能产生出色的探测器。它优于开放词汇和长尾检测基准的事先工作。拒绝为所有类和8.3地图提供了2.4地图的增益,用于开放词汇LVIS基准测试中的新型类。在标准的LVIS基准测试中,守护者达到41.7地图所有课程和41.7地图以获得罕见课程。我们首次培训一个探测器,其中包含所有二十一千类的ImageNet数据集,并显示它在没有微调的情况下推广到新数据集。代码可在https://github.com/facebookresearch/dorm提供。
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弱监督的对象检测(WSOD)是一项任务,可使用仅在图像级注释上训练的模型来检测图像中的对象。当前的最新模型受益于自我监督的实例级别的监督,但是由于弱监督不包括计数或位置信息,因此最常见的``Argmax''标签方法通常忽略了许多对象实例。为了减轻此问题,我们提出了一种新颖的多个实例标记方法,称为对象发现。我们进一步在弱监督下引入了新的对比损失,在该监督下,没有实例级信息可用于采样,称为弱监督对比损失(WSCL)。WSCL旨在通过利用一致的功能来嵌入同一类中的向量来构建对象发现的可靠相似性阈值。结果,我们在2014年和2017年MS-Coco以及Pascal VOC 2012上取得了新的最新结果,并在Pascal VOC 2007上取得了竞争成果。
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用于对象检测的注释边界框很昂贵,耗时且容易出错。在这项工作中,我们提出了一个基于DITR的框架,该框架旨在在部分注释的密集场景数据集中明确完成丢失的注释。这减少了注释场景中的每个对象实例,从而降低注释成本。完成DETR解码器中的对象查询,并使用图像中对象的补丁信息。结合匹配损失,它可以有效地找到与输入补丁相似的对象并完成丢失的注释。我们表明,我们的框架优于最先进的方法,例如软采样和公正的老师,同时可以与这些方法一起使用以进一步提高其性能。我们的框架对下游对象探测器的选择也不可知。我们显示了多个流行探测器的性能改进,例如在多个密集的场景数据集中更快的R-CNN,CASCADE R-CNN,CENTERNET2和可变形的DETR。
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As an important data selection schema, active learning emerges as the essential component when iterating an Artificial Intelligence (AI) model. It becomes even more critical given the dominance of deep neural network based models, which are composed of a large number of parameters and data hungry, in application. Despite its indispensable role for developing AI models, research on active learning is not as intensive as other research directions. In this paper, we present a review of active learning through deep active learning approaches from the following perspectives: 1) technical advancements in active learning, 2) applications of active learning in computer vision, 3) industrial systems leveraging or with potential to leverage active learning for data iteration, 4) current limitations and future research directions. We expect this paper to clarify the significance of active learning in a modern AI model manufacturing process and to bring additional research attention to active learning. By addressing data automation challenges and coping with automated machine learning systems, active learning will facilitate democratization of AI technologies by boosting model production at scale.
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仅使用图像级注释的弱监督对象检测(WSOD)在过去几年中引起了不断增长的关注。然而,此类任务通常以专注于自然图像的特定于域的解决方案,而我们表明应用于预先训练的深度特征的简单多实例方法会产生优异的非摄影数据集的性能,可能包括新类。该方法不包括任何微调或跨域学习,因此有效且可能适用于任意数据集和类。我们调查了拟议方法的几种口味,一些包括多层的Perceptron和多层分类器。尽管其简单性,我们的方法在一系列公开的数据集中展示了竞争结果,包括绘画(人民艺术,象征),水彩画,剪贴画和漫画,并允许快速学习未经看的视觉类别。
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Recent aerial object detection models rely on a large amount of labeled training data, which requires unaffordable manual labeling costs in large aerial scenes with dense objects. Active learning is effective in reducing the data labeling cost by selectively querying the informative and representative unlabelled samples. However, existing active learning methods are mainly with class-balanced setting and image-based querying for generic object detection tasks, which are less applicable to aerial object detection scenario due to the long-tailed class distribution and dense small objects in aerial scenes. In this paper, we propose a novel active learning method for cost-effective aerial object detection. Specifically, both object-level and image-level informativeness are considered in the object selection to refrain from redundant and myopic querying. Besides, an easy-to-use class-balancing criterion is incorporated to favor the minority objects to alleviate the long-tailed class distribution problem in model training. To fully utilize the queried information, we further devise a training loss to mine the latent knowledge in the undiscovered image regions. Extensive experiments are conducted on the DOTA-v1.0 and DOTA-v2.0 benchmarks to validate the effectiveness of the proposed method. The results show that it can save more than 75% of the labeling cost to reach the same performance compared to the baselines and state-of-the-art active object detection methods. Code is available at https://github.com/ZJW700/MUS-CDB
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弱监督对象检测(WSOD)旨在仅训练需要图像级注释的对象检测器。最近,一些作品设法选择了从训练有素的WSOD网络生成的准确框,以监督半监督的检测框架以提高性能。但是,这些方法只需根据图像级标准将设置的训练分为标记和未标记的集合,从而选择了足够的错误标记或错误的局部盒子预测作为伪基真正的真实性,从而产生了次优的检测性能解决方案。为了克服这个问题,我们提出了一个新颖的WSOD框架,其新范式从弱监督到嘈杂的监督(W2N)。通常,通过训练有素的WSOD网络产生的给定的伪基真实性,我们提出了一种两模块迭代训练算法来完善伪标签并逐步监督更好的对象探测器。在定位适应模块中,我们提出正规化损失,以减少原始伪基真实性中判别零件的比例,从而获得更好的伪基真实性,以进行进一步的训练。在半监督的模块中,我们提出了两个任务实例级拆分方法,以选择用于训练半监督检测器的高质量标签。不同基准测试的实验结果验证了W2N的有效性,我们的W2N优于所有现有的纯WSOD方法和转移学习方法。我们的代码可在https://github.com/1170300714/w2n_wsod上公开获得。
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Weakly-supervised object detection (WSOD) models attempt to leverage image-level annotations in lieu of accurate but costly-to-obtain object localization labels. This oftentimes leads to substandard object detection and localization at inference time. To tackle this issue, we propose D2DF2WOD, a Dual-Domain Fully-to-Weakly Supervised Object Detection framework that leverages synthetic data, annotated with precise object localization, to supplement a natural image target domain, where only image-level labels are available. In its warm-up domain adaptation stage, the model learns a fully-supervised object detector (FSOD) to improve the precision of the object proposals in the target domain, and at the same time learns target-domain-specific and detection-aware proposal features. In its main WSOD stage, a WSOD model is specifically tuned to the target domain. The feature extractor and the object proposal generator of the WSOD model are built upon the fine-tuned FSOD model. We test D2DF2WOD on five dual-domain image benchmarks. The results show that our method results in consistently improved object detection and localization compared with state-of-the-art methods.
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标记数据通常昂贵且耗时,特别是对于诸如对象检测和实例分割之类的任务,这需要对图像的密集标签进行密集的标签。虽然几张拍摄对象检测是关于培训小说中的模型(看不见的)对象类具有很少的数据,但它仍然需要在许多标记的基础(见)类的课程上进行训练。另一方面,自我监督的方法旨在从未标记数据学习的学习表示,该数据转移到诸如物体检测的下游任务。结合几次射击和自我监督的物体检测是一个有前途的研究方向。在本调查中,我们审查并表征了几次射击和自我监督对象检测的最新方法。然后,我们给我们的主要外卖,并讨论未来的研究方向。https://gabrielhuang.github.io/fsod-survey/的项目页面
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对无监督对象发现的现有方法(UOD)不会向大大扩展到大型数据集,而不会损害其性能的近似。我们提出了一种新颖的UOD作为排名问题的制定,适用于可用于特征值问题和链接分析的分布式方法的阿森纳。通过使用自我监督功能,我们还展示了UOD的第一个有效的完全无监督的管道。对Coco和OpenImages的广泛实验表明,在每个图像中寻求单个突出对象的单对象发现设置中,所提出的LOD(大规模对象发现)方法与之相当于或更好地中型数据集的艺术(最多120K图像),比能够缩放到1.7M图像的唯一其他算法超过37%。在每个图像中寻求多个对象的多对象发现设置中,所提出的LOD平均精度(AP)比所有其他用于从20K到1.7M图像的数据的方法更好。使用自我监督功能,我们还表明该方法在OpenImages上获得最先进的UOD性能。我们的代码在HTTPS://github.com/huyvvo/lod上公开提供。
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多年来,使用单点监督的对象检测受到了越来越多的关注。在本文中,我们将如此巨大的性能差距归因于产生高质量的提案袋的失败,这对于多个实例学习至关重要(MIL)。为了解决这个问题,我们引入了现成建议方法(OTSP)方法的轻量级替代方案,从而创建点对点网络(P2BNET),该网络可以通过在中生成建议袋来构建一个互平衡的提案袋一种锚点。通过充分研究准确的位置信息,P2BNET进一步构建了一个实例级袋,避免了多个物体的混合物。最后,以级联方式进行的粗到精细政策用于改善提案和地面真相(GT)之间的IOU。从这些策略中受益,P2BNET能够生产出高质量的实例级袋以进行对象检测。相对于MS可可数据集中的先前最佳PSOD方法,P2BNET将平均平均精度(AP)提高了50%以上。它还证明了弥合监督和边界盒监督检测器之间的性能差距的巨大潜力。该代码将在github.com/ucas-vg/p2bnet上发布。
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构建强大的通用对象检测框架需要扩展到更大的标签空间和更大的培训数据集。但是,大规模获取数千个类别的注释是高昂的成本。我们提出了一种新颖的方法,该方法利用了最近的视觉和语言模型中可用的丰富语义来将对象定位和分类在未标记的图像中,从而有效地生成了伪标签以进行对象检测。从通用和类别的区域建议机制开始,我们使用视觉和语言模型将图像的每个区域分类为下游任务所需的任何对象类别。我们在两个特定的任务(开放式摄影检测检测)中演示了生成的伪标签的值,其中模型需要概括为看不见的对象类别以及半监督对象检测,其中可以使用其他未标记的图像来改善模型。我们的经验评估显示了伪标签在这两个任务中的有效性,我们在其中优于竞争基准并实现了开放式摄制对象检测的新颖最新。我们的代码可在https://github.com/xiaofeng94/vl-plm上找到。
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我们在没有监督的情况下解决了学习对象探测器的问题。与弱监督的对象检测不同,我们不假设图像级类标签。取而代之的是,我们使用音频组件来“教”对象检测器,从视听数据中提取监督信号。尽管此问题与声音源本地化有关,但它更难,因为检测器必须按类型对对象进行分类,列举对象的每个实例,并且即使对象保持沉默,也可以这样做。我们通过首先设计一个自制的框架来解决这个问题,该框架具有一个对比目标,该目标共同学会了分类和本地化对象。然后,在不使用任何监督的情况下,我们只需使用这些自我监督的标签和盒子来训练基于图像的对象检测器。因此,对于对象检测和声音源定位的任务,我们优于先前的无监督和弱监督的检测器。我们还表明,我们可以将该探测器与每个伪级标签的标签保持一致,并展示我们的方法如何学习检测超出仪器(例如飞机和猫)的通用对象。
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Object detection requires substantial labeling effort for learning robust models. Active learning can reduce this effort by intelligently selecting relevant examples to be annotated. However, selecting these examples properly without introducing a sampling bias with a negative impact on the generalization performance is not straightforward and most active learning techniques can not hold their promises on real-world benchmarks. In our evaluation paper, we focus on active learning techniques without a computational overhead besides inference, something we refer to as zero-cost active learning. In particular, we show that a key ingredient is not only the score on a bounding box level but also the technique used for aggregating the scores for ranking images. We outline our experimental setup and also discuss practical considerations when using active learning for object detection.
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在这项工作中,我们提出了一种开放式摄制对象检测方法,该方法基于图像映射对,学会了检测新颖对象类别以及给定的一组已知类别。这是一种两阶段的训练方法,首先使用位置引导的图像捕获匹配技术以弱监督的方式学习新颖和已知类别的类标签,第二个使用已知的类注释专用于对象检测任务的模型。我们表明,一个简单的语言模型比检测新对象的大型上下文化语言模型更适合。此外,我们引入了一种一致性调查技术,以更好地利用图像捕获对信息。我们的方法比较与现有的开放式检测方法相比,同时具有数据效率。源代码可从https://github.com/lmb-freiburg/locov获得。
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