通过主动学习（AL）获取最具代表性示例，可以通过最大限度地减少图像级或像素 - 明智的注释的努力来使许多数据相关的计算机视觉任务受益。在本文中，我们提出了一种新颖的协作Panoptic-Cable活动学习框架（CPRAL）来解决语义细分任务。对于最初用像素 - WISE注释采样的一小批图像，我们采用Panoptic信息来最初选择未标记的样本。考虑到分段数据集中的类别不平衡，我们导入区域高斯注意模块（RGA）以实现语义偏置选择。该子集通过投票熵突出显示，然后由高斯内核参加，以最大化偏置区域。我们还提出了一个上下文标签扩展（CLE），以提高区域注释，具有语境关注指导。通过协作语义 - 不可知的Panoptic匹配和区域缺陷的选择和延伸，我们的CPRAL可以在标签努力和性能之间取得平衡，并妥协语义分布。我们对城市景观和BDD10K数据集进行了广泛的实验，并表明CPRAL以令人印象深刻的结果和较少的标记比例优于尖端方法。

Active learning aims to develop label-efficient algorithms by sampling the most representative queries to be labeled by an oracle. We describe a pool-based semisupervised active learning algorithm that implicitly learns this sampling mechanism in an adversarial manner. Unlike conventional active learning algorithms, our approach is task agnostic, i.e., it does not depend on the performance of the task for which we are trying to acquire labeled data. Our method learns a latent space using a variational autoencoder (VAE) and an adversarial network trained to discriminate between unlabeled and labeled data. The minimax game between the VAE and the adversarial network is played such that while the VAE tries to trick the adversarial network into predicting that all data points are from the labeled pool, the adversarial network learns how to discriminate between dissimilarities in the latent space. We extensively evaluate our method on various image classification and semantic segmentation benchmark datasets and establish a new state of the art on CIFAR10/100, Caltech-256, ImageNet, Cityscapes, and BDD100K. Our results demonstrate that our adversarial approach learns an effective low dimensional latent space in large-scale settings and provides for a computationally efficient sampling method. 1

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.

自我训练具有极大的促进域自适应语义分割，它迭代地在目标域上生成伪标签并删除网络。然而，由于现实分割数据集是高度不平衡的，因此目标伪标签通常偏置到多数类并且基本上嘈杂，导致出错和次优模型。为了解决这个问题，我们提出了一个基于区域的主动学习方法，用于在域移位下进行语义分割，旨在自动查询要标记的图像区域的小分区，同时最大化分割性能。我们的算法，通过区域杂质和预测不确定性（AL-RIPU）的主动学习，介绍了一种新的采集策略，其特征在于图像区域的空间邻接以及预测置信度。我们表明，所提出的基于地区的选择策略比基于图像或基于点的对应物更有效地使用有限预算。同时，我们在源图像上强制在像素和其最近邻居之间的局部预测一致性。此外，我们制定了负面学习损失，以提高目标领域的鉴别表现。广泛的实验表明，我们的方法只需要极少的注释几乎达到监督性能，并且大大优于最先进的方法。

While deep learning succeeds in a wide range of tasks, it highly depends on the massive collection of annotated data which is expensive and time-consuming. To lower the cost of data annotation, active learning has been proposed to interactively query an oracle to annotate a small proportion of informative samples in an unlabeled dataset. Inspired by the fact that the samples with higher loss are usually more informative to the model than the samples with lower loss, in this paper we present a novel deep active learning approach that queries the oracle for data annotation when the unlabeled sample is believed to incorporate high loss. The core of our approach is a measurement Temporal Output Discrepancy (TOD) that estimates the sample loss by evaluating the discrepancy of outputs given by models at different optimization steps. Our theoretical investigation shows that TOD lower-bounds the accumulated sample loss thus it can be used to select informative unlabeled samples. On basis of TOD, we further develop an effective unlabeled data sampling strategy as well as an unsupervised learning criterion for active learning. Due to the simplicity of TOD, our methods are efficient, flexible, and task-agnostic. Extensive experimental results demonstrate that our approach achieves superior performances than the state-of-the-art active learning methods on image classification and semantic segmentation tasks. In addition, we show that TOD can be utilized to select the best model of potentially the highest testing accuracy from a pool of candidate models.

主动学习（AL）是应选择的数据用于注释。现有的工作试图选择高度不确定或信息性的注释数据。尽管如此，它仍然不清楚所选择的数据如何影响AL中使用的任务模型的测试性能。在这项工作中，我们通过理论上证明，选择更高梯度规范的未标记数据导致测试损失的较低的上限，从而探讨了这种影响，从而产生更好的测试性能。但是，由于缺乏标签信息，直接计算未标记数据的梯度标准是不可行的。为了解决这一挑战，我们提出了两种计划，即预期的Gradnorm和熵 - Gradnorm。前者通过构建预期的经验损失来计算梯度规范，而后者用熵构造无监督的损失。此外，我们将这两个方案集成在通用AL框架中。我们在古典图像分类和语义分割任务中评估我们的方法。为了展示其域应用程序的能力及其对噪声的鲁棒性，我们还在蜂窝成像分析任务中验证了我们的方法，即Cryo-Collecton Subtom图分类。结果表明，我们的方法达到了最先进的卓越性能。我们的源代码可在https://github.com/xulabs/aitom提供

尽管深入学习对监督点云语义细分的成功取得了成功，但获得大规模的逐点手动注释仍然是一个重大挑战。为了减轻巨大的注释负担，我们提出了一个基于区域和多样性的积极学习（REDAL），这是许多深度学习方法的一般框架，旨在自动选择用于标签获取的信息丰富和多样化的子场所。观察到只有一小部分带注释的区域足以通过深度学习的方式理解3D场景，我们使用SoftMax熵，颜色不连续性和结构复杂性来衡量子场所区域的信息。还开发了一种多样性的选择算法，以避免通过在查询批次中选择信息性但相似的区域而产生的多余注释。广泛的实验表明，我们的方法的表现高于先前的活跃学习策略，并且我们达到了90％的全面监督学习，而S3DIS和Semantickitti数据集则需要不到15％和5％的注释。我们的代码可在https://github.com/tsunghan-wu/redal上公开获取。

在域适应领域，模型性能与目标域注释的数量之间存在权衡。积极的学习，最大程度地提高了模型性能，几乎没有信息的标签数据，以方便这种情况。在这项工作中，我们提出了D2ADA，这是用于语义分割的一般活动域的适应框架。为了使模型使用最小查询标签调整到目标域，我们提出了在目标域中具有高概率密度的样品的获取标签，但源域中的概率密度较低，与现有源域标记的数据互补。为了进一步提高标签效率，我们设计了动态的调度策略，以调整域探索和模型不确定性之间的标签预算。广泛的实验表明，我们的方法的表现优于现有的活跃学习和域适应基线，这两个基准测试基准，GTA5-> CityScapes和Synthia-> CityScapes。对于目标域注释不到5％，我们的方法与完全监督的结果可比结果。我们的代码可在https://github.com/tsunghan-wu/d2ada上公开获取。

在设计可持续和弹性的城市建造环境的同时，越来越多地促进了世界各地的，重大的数据差距对压迫可持续性问题挑战开展的研究。已知人行道具有强大的经济和环境影响;然而，由于数据收集的成本持久和耗时的性质，大多数城市缺乏它们的表面的空间目录。计算机愿景的最新进展与街道级别图像的可用性一起为城市提供了新的机会，以利用较低的实施成本和更高的准确性提取大规模建筑环境数据。在本文中，我们提出了一个基于主动学习的框架，利用计算机视觉技术来使用广泛可用的街道图像进行分类的计算机视觉技术。我们培训了来自纽约市和波士顿的图像的框架，评价结果显示了90.5％的Miou评分。此外，我们使用六个不同城市的图像评估框架，表明它可以应用于具有不同城市面料的区域，即使在培训数据的领域之外。 Citysurfaces可以为研究人员和城市代理商提供低成本，准确，可扩展的方法来收集人行道材料数据，在寻求主要可持续性问题方面发挥着关键作用，包括气候变化和地表水管理。

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

我们在本文中提出了在循环中建立深度神经网络和人类之间的合作，以迅速获得遥感图像的准确分割图。简而言之，代理商迭代地与网络交互以纠正其最初缺陷的预测。具体地，这些相互作用是代表语义标签的注释。我们的方法论贡献是双重的。首先，我们提出了两个交互式学习计划，将用户输入集成到深神经网络中。第一个将注释连接到其他网络的输入。第二个将注释用作稀疏的地面真相来培训网络。其次，我们提出了一种积极的学习策略，以指导用户对诠释的最相关的领域。为此目的，我们比较不同的最先进的获取功能来评估神经网络不确定性，如Confidnet，熵或odin。通过对三个遥感数据集的实验，我们展示了所提出的方法的有效性。值得注意的是，我们表明基于不确定性估计的主动学习使能够快速引导用户对错误而导致错误，因此它与引导用户干预相关联。

主动学习旨在选择最具信息丰富的样本，以利用有限的注释预算。大多数现有的工作通过分别在每个数据集上多次重复耗时的模型训练和批量数据选择，遵循麻烦的管道。通过提出本文提出新的一般和有效的主动学习（GEAL）方法，挑战该地位QUO。利用预先培训的大型数据集预先培训的公开模型，我们的方法可以在不同的数据集中对具有相同模型的单通推断进行数据选择过程。为了捕获图像内的微妙本地信息，我们提出了从预先训练网络的中间特征中容易地提取的知识集群。而不是麻烦的批量选择策略，通过在细粒度知识集群级别执行K中心贪婪来选择所有数据样本。整个过程只需要单通式模型推论而不培训或监督，使我们的方法在时间复杂程度明显优于现有技术，从而长达数百次。广泛的实验越来越展示了我们对物体检测，语义分割，深度估计和图像分类方法的有希望的性能。

视频分割，即将视频帧分组到多个段或对象中，在广泛的实际应用中扮演关键作用，例如电影中的视觉效果辅助，自主驾驶中的现场理解，以及视频会议中的虚拟背景创建，名称一些。最近，由于计算机愿景中的联系复兴，一直存在众多深度学习的方法，这一直专用于视频分割并提供引人注目的性能。在这项调查中，通过引入各自的任务设置，背景概念，感知需要，开发历史，以及开发历史，综合审查这一领域的两种基本研究，即在视频和视频语义分割中，即视频和视频语义分割中的通用对象分段（未知类别）。主要挑战。我们还提供关于两种方法和数据集的代表文学的详细概述。此外，我们在基准数据集中呈现了审查方法的定量性能比较。最后，我们指出了这一领域的一套未解决的开放问题，并提出了进一步研究的可能机会。

在本文中，我们专注于探索有效的方法，以更快，准确和域的不可知性语义分割。受到相邻视频帧之间运动对齐的光流的启发，我们提出了一个流对齐模块（FAM），以了解相邻级别的特征映射之间的\ textit {语义流}，并将高级特征广播到高分辨率特征有效地，有效地有效。 。此外，将我们的FAM与共同特征的金字塔结构集成在一起，甚至在轻量重量骨干网络（例如Resnet-18和DFNET）上也表现出优于其他实时方法的性能。然后，为了进一步加快推理过程，我们还提出了一个新型的封闭式双流对齐模块，以直接对齐高分辨率特征图和低分辨率特征图，在该图中我们将改进版本网络称为SFNET-LITE。广泛的实验是在几个具有挑战性的数据集上进行的，结果显示了SFNET和SFNET-LITE的有效性。特别是，建议的SFNET-LITE系列在使用RESNET-18主链和78.8 MIOU以120 fps运行的情况下，使用RTX-3090上的STDC主链在120 fps运行时，在60 fps运行时达到80.1 miou。此外，我们将四个具有挑战性的驾驶数据集（即CityScapes，Mapillary，IDD和BDD）统一到一个大数据集中，我们将其命名为Unified Drive细分（UDS）数据集。它包含不同的域和样式信息。我们基准了UDS上的几项代表性作品。 SFNET和SFNET-LITE仍然可以在UDS上取得最佳的速度和准确性权衡，这在如此新的挑战性环境中是强大的基准。所有代码和模型均可在https://github.com/lxtgh/sfsegnets上公开获得。

视频分析的图像分割在不同的研究领域起着重要作用，例如智能城市，医疗保健，计算机视觉和地球科学以及遥感应用。在这方面，最近致力于发展新的细分策略;最新的杰出成就之一是Panoptic细分。后者是由语义和实例分割的融合引起的。明确地，目前正在研究Panoptic细分，以帮助获得更多对视频监控，人群计数，自主驾驶，医学图像分析的图像场景的更细致的知识，以及一般对场景更深入的了解。为此，我们介绍了本文的首次全面审查现有的Panoptic分段方法，以获得作者的知识。因此，基于所采用的算法，应用场景和主要目标的性质，执行现有的Panoptic技术的明确定义分类。此外，讨论了使用伪标签注释新数据集的Panoptic分割。继续前进，进行消融研究，以了解不同观点的Panoptic方法。此外，讨论了适合于Panoptic分割的评估度量，并提供了现有解决方案性能的比较，以告知最先进的并识别其局限性和优势。最后，目前对主题技术面临的挑战和吸引不久的将来吸引相当兴趣的未来趋势，可以成为即将到来的研究研究的起点。提供代码的文件可用于：https：//github.com/elharroussomar/awesome-panoptic-egation

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。

语义分割在广泛的计算机视觉应用中起着基本作用，提供了全球对图像​​的理解的关键信息。然而，最先进的模型依赖于大量的注释样本，其比在诸如图像分类的任务中获得更昂贵的昂贵的样本。由于未标记的数据替代地获得更便宜，因此无监督的域适应达到了语义分割社区的广泛成功并不令人惊讶。本调查致力于总结这一令人难以置信的快速增长的领域的五年，这包含了语义细分本身的重要性，以及将分段模型适应新环境的关键需求。我们提出了最重要的语义分割方法;我们对语义分割的域适应技术提供了全面的调查;我们揭示了多域学习，域泛化，测试时间适应或无源域适应等较新的趋势;我们通过描述在语义细分研究中最广泛使用的数据集和基准测试来结束本调查。我们希望本调查将在学术界和工业中提供具有全面参考指导的研究人员，并有助于他们培养现场的新研究方向。

We address interactive panoptic annotation, where one segment all object and stuff regions in an image. We investigate two graph-based segmentation algorithms that both enforce connectivity of each region, with a notable class-aware Integer Linear Programming (ILP) formulation that ensures global optimum. Both algorithms can take RGB, or utilize the feature maps from any DCNN, whether trained on the target dataset or not, as input. We then propose an interactive, scribble-based annotation framework.

Jitendra Malik once said, "Supervision is the opium of the AI researcher". Most deep learning techniques heavily rely on extreme amounts of human labels to work effectively. In today's world, the rate of data creation greatly surpasses the rate of data annotation. Full reliance on human annotations is just a temporary means to solve current closed problems in AI. In reality, only a tiny fraction of data is annotated. Annotation Efficient Learning (AEL) is a study of algorithms to train models effectively with fewer annotations. To thrive in AEL environments, we need deep learning techniques that rely less on manual annotations (e.g., image, bounding-box, and per-pixel labels), but learn useful information from unlabeled data. In this thesis, we explore five different techniques for handling AEL.

由于准备点云的标记数据用于训练语义分割网络是一个耗时的过程，因此已经引入了弱监督的方法，以从一小部分数据中学习。这些方法通常是基于对比损失的学习，同时自动从一组稀疏的用户注销标签中得出每个点伪标签。在本文中，我们的关键观察是，选择要注释的样品的选择与这些样品的使用方式一样重要。因此，我们介绍了一种对3D场景进行弱监督分割的方法，该方法将自我训练与主动学习结合在一起。主动学习选择注释点可能会导致训练有素的模型的性能改进，而自我培训则可以有效利用用户提供的标签来学习模型。我们证明我们的方法会导致一种有效的方法，该方法可改善场景细分对以前的作品和基线，同时仅需要少量的用户注释。