我们的目标是在新的成像条件下(例如,户外)在新的成像条件下(例如,在非常不同的条件下拍摄的图像(例如室内)时(室内),在新成像条件(例如室外)下(例如室外),在新的成像条件下(例如室外)进行分割的像素级掩盖的性能。在现实世界中,重要的是在各种成像条件下进行培训的模型都必须运行。但是,它们被现有标记的手数据集涵盖的变化是有限的。因此,有必要调整在标记的图像(源)上训练的模型,以使其具有看不见的成像条件的未标记图像(目标)。尽管已经为这两项任务开发了自我训练域的适应方法(即以自我监督的方式学习以自我监督的方式学习),但当目标图像的预测嘈杂时,它们的训练可能会降低性能。为了避免这种情况,至关重要的是,在自我训练过程中,为嘈杂的预测分配了较低的重要性(置信度)。在本文中,我们建议利用两个预测的差异来估计目标图像对这两个任务的信心。这些预测来自两个单独的网络,它们的差异有助于确定嘈杂的预测。为了将我们提出的信心估计纳入自我训练中,我们提出了一个教师学生的框架,在该框架中,两个网络(教师)为网络(学生)提供自我培训的监督,并通过知识蒸馏从学生那里学习教师。我们的实验表明,在具有不同照明,握住对象,背景和摄像机观点的适应设置中,其优于最先进的方法。与最新的对抗适应方法相比,我们的方法在HO3D上的多任务得分提高了4%。我们还验证了我们在室外成像条件下快速变化的Ego4d的方法。
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虽然姿势估计是一项重要的计算机视觉任务,但它需要昂贵的注释,并且遭受了域转移的困扰。在本文中,我们调查了域自适应2D姿势估计的问题,这些估计会传输有关合成源域的知识,而无需监督。尽管最近已经提出了几个领域的自适应姿势估计模型,但它们不是通用的,而是专注于人姿势或动物姿势估计,因此它们的有效性在某种程度上限于特定情况。在这项工作中,我们提出了一个统一的框架,该框架可以很好地推广到各种领域自适应姿势估计问题上。我们建议使用输入级别和输出级线索(分别是像素和姿势标签)对齐表示,这有助于知识转移从源域到未标记的目标域。我们的实验表明,我们的方法在各个领域变化下实现了最先进的性能。我们的方法的表现优于现有的姿势估计基线,最高4.5%(PP),手部姿势估算高达7.4 pp,狗的动物姿势估计高达4.8 pp,而绵羊的姿势估计为3.3 pp。这些结果表明,我们的方法能够减轻各种任务甚至看不见的域和物体的转移(例如,在马匹上训练并在狗上进行了测试)。我们的代码将在以下网址公开可用:https://github.com/visionlearninggroup/uda_poseestimation。
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临床医生在手术室(OR)的细粒度定位是设计新一代或支持系统的关键组成部分。需要基于人像素的分段和身体视觉计算机的计算机视觉模型检测,以更好地了解OR的临床活动和空间布局。这是具有挑战性的,这不仅是因为或图像与传统视觉数据集有很大不同,还因为在隐私问题上很难收集和生成数据和注释。为了解决这些问题,我们首先研究了如何在低分辨率图像上进行姿势估计和实例分割,而下采样因子从1x到12倍进行下采样因子。其次,为了解决域的偏移和缺乏注释,我们提出了一种新型的无监督域适应方法,称为适配器,以使模型从野外标记的源域中适应统计上不同的未标记目标域。我们建议在未标记的目标域图像的不同增强上利用明确的几何约束,以生成准确的伪标签,并使用这些伪标签在自我训练框架中对高分辨率和低分辨率或图像进行训练。此外,我们提出了分离的特征归一化,以处理统计上不同的源和目标域数据。对两个或数据集MVOR+和TUM-或TUM-或测试的详细消融研究的广泛实验结果表明,我们方法对强构建的基线的有效性,尤其是在低分辨率的隐私性或图像上。最后,我们在大规模可可数据集上显示了我们作为半监督学习方法(SSL)方法的普遍性,在这里,我们获得了可比较的结果,而对经过100%标记的监督培训的模型的标签监督只有1%。 。
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学习估计对象姿势通常需要地面真理(GT)标签,例如CAD模型和绝对级对象姿势,这在现实世界中获得昂贵且费力。为了解决这个问题,我们为类别级对象姿势估计提出了一个无监督的域适应(UDA),称为\ textbf {uda-cope}。受到最近的多模态UDA技术的启发,所提出的方法利用教师学生自我监督的学习方案来训练姿势估计网络而不使用目标域标签。我们还在预测归一化对象坐标空间(NOCS)地图和观察点云之间引入了双向滤波方法,不仅使我们的教师网络更加强大地对目标域,而且为学生网络培训提供更可靠的伪标签。广泛的实验结果表明了我们所提出的方法的有效性,可以定量和定性。值得注意的是,在不利用目标域GT标签的情况下,我们所提出的方法可以实现与依赖于GT标签的现有方法相当或有时优越的性能。
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在最近的半监督语义分割方法中,一致性正则化已被广泛研究。从图像,功能和网络扰动中受益,已经实现了出色的性能。为了充分利用这些扰动,在这项工作中,我们提出了一个新的一致性正则化框架,称为相互知识蒸馏(MKD)。我们创新地基于一致性正则化方法,创新了两个辅助均值老师模型。更具体地说,我们使用一位卑鄙的老师生成的伪标签来监督另一个学生网络,以在两个分支之间进行相互知识蒸馏。除了使用图像级强和弱的增强外,我们还采用了特征增强,考虑隐性语义分布来增加对学生的进一步扰动。提出的框架大大增加了训练样本的多样性。公共基准测试的广泛实验表明,我们的框架在各种半监督设置下都优于先前的最先进方法(SOTA)方法。
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Domain adaptive object detection (DAOD) aims to alleviate transfer performance degradation caused by the cross-domain discrepancy. However, most existing DAOD methods are dominated by computationally intensive two-stage detectors, which are not the first choice for industrial applications. In this paper, we propose a novel semi-supervised domain adaptive YOLO (SSDA-YOLO) based method to improve cross-domain detection performance by integrating the compact one-stage detector YOLOv5 with domain adaptation. Specifically, we adapt the knowledge distillation framework with the Mean Teacher model to assist the student model in obtaining instance-level features of the unlabeled target domain. We also utilize the scene style transfer to cross-generate pseudo images in different domains for remedying image-level differences. In addition, an intuitive consistency loss is proposed to further align cross-domain predictions. We evaluate our proposed SSDA-YOLO on public benchmarks including PascalVOC, Clipart1k, Cityscapes, and Foggy Cityscapes. Moreover, to verify its generalization, we conduct experiments on yawning detection datasets collected from various classrooms. The results show considerable improvements of our method in these DAOD tasks. Our code is available on \url{https://github.com/hnuzhy/SSDA-YOLO}.
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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。
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开放的复合域适应(OCDA)将目标域视为多个未知同质子域的化合物。 OCDA的目的是最大程度地减少标记的源域和未标记的复合目标域之间的域间隙,这使对未见域的模型概括有益。当前用于语义分割方法的OCDA采用手动域分离,并采用单个模型同时适应所有目标子域。但是,适应目标子域可能会阻碍该模型适应其他不同目标子域,从而导致性能有限。在这项工作中,我们引入了一个带有双向光度混合的多教学框架,以分别适应每个目标子域。首先,我们提出一个自动域分离,以找到最佳的子域数。在此基础上,我们提出了一个多教学框架,在该框架中,每个教师模型都使用双向光度混合来适应一个目标子域。此外,我们进行自适应蒸馏以学习学生模型并应用一致性正规化以改善学生的概括。基准数据集上的实验结果显示了针对复合域和开放域对现有最新方法的拟议方法的功效。
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Self-training is a competitive approach in domain adaptive segmentation, which trains the network with the pseudo labels on the target domain. However inevitably, the pseudo labels are noisy and the target features are dispersed due to the discrepancy between source and target domains. In this paper, we rely on representative prototypes, the feature centroids of classes, to address the two issues for unsupervised domain adaptation. In particular, we take one step further and exploit the feature distances from prototypes that provide richer information than mere prototypes. Specifically, we use it to estimate the likelihood of pseudo labels to facilitate online correction in the course of training. Meanwhile, we align the prototypical assignments based on relative feature distances for two different views of the same target, producing a more compact target feature space. Moreover, we find that distilling the already learned knowledge to a self-supervised pretrained model further boosts the performance. Our method shows tremendous performance advantage over state-of-the-art methods. We will make the code publicly available.
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Unsupervised source-free domain adaptation methods aim to train a model to be used in the target domain utilizing the pretrained source-domain model and unlabeled target-domain data, where the source data may not be accessible due to intellectual property or privacy issues. These methods frequently utilize self-training with pseudo-labeling thresholded by prediction confidence. In a source-free scenario, only supervision comes from target data, and thresholding limits the contribution of the self-training. In this study, we utilize self-training with a mean-teacher approach. The student network is trained with all predictions of the teacher network. Instead of thresholding the predictions, the gradients calculated from the pseudo-labels are weighted based on the reliability of the teacher's predictions. We propose a novel method that uses proxy-based metric learning to estimate reliability. We train a metric network on the encoder features of the teacher network. Since the teacher is updated with the moving average, the encoder feature space is slowly changing. Therefore, the metric network can be updated in training time, which enables end-to-end training. We also propose a metric-based online ClassMix method to augment the input of the student network where the patches to be mixed are decided based on the metric reliability. We evaluated our method in synthetic-to-real and cross-city scenarios. The benchmarks show that our method significantly outperforms the existing state-of-the-art methods.
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我们解决对象检测中的域适应问题,其中在源(带有监控)和目标域(没有监督的域的域名)之间存在显着的域移位。作为广泛采用的域适应方法,自培训教师学生框架(学生模型从教师模型生成的伪标签学习)在目标域中产生了显着的精度增益。然而,由于其偏向源域,它仍然存在从教师产生的大量低质量伪标签(例如,误报)。为了解决这个问题,我们提出了一种叫做自适应无偏见教师(AUT)的自我训练框架,利用对抗的对抗学习和弱强的数据增强来解决域名。具体而言,我们在学生模型中使用特征级的对抗性培训,确保从源和目标域中提取的功能共享类似的统计数据。这使学生模型能够捕获域不变的功能。此外,我们在目标领域的教师模型和两个域上的学生模型之间应用了弱强的增强和相互学习。这使得教师模型能够从学生模型中逐渐受益,而不会遭受域移位。我们展示了AUT通过大边距显示所有现有方法甚至Oracle(完全监督)模型的优势。例如,我们在有雾的城市景观(Clipart1k)上实现了50.9%(49.3%)地图,分别比以前的最先进和甲骨文高9.2%(5.2%)和8.2%(11.0%)
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Unsupervised domain adaptation (UDA) via deep learning has attracted appealing attention for tackling domain-shift problems caused by distribution discrepancy across different domains. Existing UDA approaches highly depend on the accessibility of source domain data, which is usually limited in practical scenarios due to privacy protection, data storage and transmission cost, and computation burden. To tackle this issue, many source-free unsupervised domain adaptation (SFUDA) methods have been proposed recently, which perform knowledge transfer from a pre-trained source model to unlabeled target domain with source data inaccessible. A comprehensive review of these works on SFUDA is of great significance. In this paper, we provide a timely and systematic literature review of existing SFUDA approaches from a technical perspective. Specifically, we categorize current SFUDA studies into two groups, i.e., white-box SFUDA and black-box SFUDA, and further divide them into finer subcategories based on different learning strategies they use. We also investigate the challenges of methods in each subcategory, discuss the advantages/disadvantages of white-box and black-box SFUDA methods, conclude the commonly used benchmark datasets, and summarize the popular techniques for improved generalizability of models learned without using source data. We finally discuss several promising future directions in this field.
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最近3D点云学习一直是计算机视觉和自主驾驶中的热门话题。由于事实上,难以手动注释一个定性的大型3D点云数据集,无监督的域适应(UDA)在3D点云学习中流行,旨在将学习知识从标记的源域转移到未标记的目标领域。然而,具有简单学习模型引起的域转移引起的泛化和重建误差是不可避免的,这基本上阻碍了模型的学习良好表示的能力。为了解决这些问题,我们提出了一个结束到底自组合网络(SEN),用于3D云域适应任务。一般来说,我们的森林度假前的含义教师和半监督学习的优势,并引入了软的分类损失和一致性损失,旨在实现一致的泛化和准确的重建。在森中,学生网络以具有监督的学习和自我监督学习的协作方式,教师网络进行时间一致性,以学习有用的表示,并确保点云重建的质量。在几个3D点云UDA基准上的广泛实验表明,我们的SEN在分类和分段任务中表现出最先进的方法。此外,进一步的分析表明,我们的森也实现了更好的重建结果。
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While deep learning methods hitherto have achieved considerable success in medical image segmentation, they are still hampered by two limitations: (i) reliance on large-scale well-labeled datasets, which are difficult to curate due to the expert-driven and time-consuming nature of pixel-level annotations in clinical practices, and (ii) failure to generalize from one domain to another, especially when the target domain is a different modality with severe domain shifts. Recent unsupervised domain adaptation~(UDA) techniques leverage abundant labeled source data together with unlabeled target data to reduce the domain gap, but these methods degrade significantly with limited source annotations. In this study, we address this underexplored UDA problem, investigating a challenging but valuable realistic scenario, where the source domain not only exhibits domain shift~w.r.t. the target domain but also suffers from label scarcity. In this regard, we propose a novel and generic framework called ``Label-Efficient Unsupervised Domain Adaptation"~(LE-UDA). In LE-UDA, we construct self-ensembling consistency for knowledge transfer between both domains, as well as a self-ensembling adversarial learning module to achieve better feature alignment for UDA. To assess the effectiveness of our method, we conduct extensive experiments on two different tasks for cross-modality segmentation between MRI and CT images. Experimental results demonstrate that the proposed LE-UDA can efficiently leverage limited source labels to improve cross-domain segmentation performance, outperforming state-of-the-art UDA approaches in the literature. Code is available at: https://github.com/jacobzhaoziyuan/LE-UDA.
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深度学习模型的最新发展,捕捉作物物候的复杂的时间模式有卫星图像时间序列(坐在),大大高级作物分类。然而,当施加到目标区域从训练区空间上不同的,这些模型差没有任何目标标签由于作物物候区域之间的时间位移进行。为了解决这个无人监督跨区域适应环境,现有方法学域不变特征没有任何目标的监督,而不是时间偏移本身。因此,这些技术提供了SITS只有有限的好处。在本文中,我们提出TimeMatch,一种新的无监督领域适应性方法SITS直接占时移。 TimeMatch由两个部分组成:1)时间位移的估计,其估计具有源极训练模型的未标记的目标区域的时间偏移,和2)TimeMatch学习,它结合了时间位移估计与半监督学习到一个分类适应未标记的目标区域。我们还引进了跨区域适应的开放式访问的数据集与来自欧洲四个不同区域的旁边。在此数据集,我们证明了TimeMatch优于所有竞争的方法,通过11%的在五个不同的适应情景F1-得分,创下了新的国家的最先进的跨区域适应性。
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最近基于深度学习的医学图像注册方法实现了与传统优化算法在减少的运行时间时具有竞争力的结果。但是,深度神经网络通常需要大量标记的培训数据,并且容易受到培训和测试数据之间的领域变化。尽管基于按键的注册可以减轻典型的强度移位,但由于不同的视野,这些方法仍然遭受几何域移位。作为一种补救措施,在这项工作中,我们提出了一种用于图像注册的几何结构域适应性的新方法,将模型从标记的源调整为未标记的目标域。我们以基于按键的注册模型为基础,将用于几何特征学习的图形卷积与循环信念优化相结合,并提议通过自我增压来减少域的转移。为此,我们将模型嵌入了卑鄙的教师范式中。我们将平均教师扩展到这种情况下,通过1)调整随机增强方案和2)将学习的特征提取与可区分优化相结合。这使我们能够通过对学习学生和时间平均的教师模型的一致预测来指导未标记的目标域中的学习过程。我们评估了在两个具有挑战性的适应方案(dir-lab 4d ct to copd,copd to copd to Learn2Reg)下呼气到肺CT注册的方法。我们的方法一致地将基线模型提高了50%/47%,甚至匹配了对目标数据训练的模型的准确性。源代码可在https://github.com/multimodallearning/registration-da-mean-teacher上获得。
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从单个图像中感知3D人体的能力具有多种应用,从娱乐和机器人技术到神经科学和医疗保健。人类网格恢复中的一个基本挑战是收集训练所需的地面真相3D网格目标,这需要负担重大的运动捕获系统,并且通常仅限于室内实验室。结果,尽管在这些限制性设置中收集的基准数据集上取得了进展,但由于分配变化,模型无法推广到现实世界中的``野外''方案。我们提出了域自适应3D姿势增强(DAPA),这是一种数据增强方法,可增强模型在野外场景中的概括能力。 DAPA通过从综合网格中获得直接监督,并通过使用目标数据集的地面真相2D关键点来结合基于合成数据集的方法的强度。我们定量地表明,使用DAPA的填充有效地改善了基准3DPW和Agora的结果。我们进一步证明了DAPA在一个充满挑战的数据集中,该数据集从现实世界中亲子互动的视频中策划了。
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深度神经网络(DNN)极大地促进了语义分割中的性能增益。然而,训练DNN通常需要大量的像素级标记数据,这在实践中收集昂贵且耗时。为了减轻注释负担,本文提出了一种自组装的生成对抗网络(SE-GAN)利用语义分割的跨域数据。在SE-GaN中,教师网络和学生网络构成用于生成语义分割图的自组装模型,与鉴别器一起形成GaN。尽管它很简单,我们发现SE-GaN可以显着提高对抗性训练的性能,提高模型的稳定性,这是由大多数普遍培训的方法共享的常见障碍。我们理论上分析SE-GaN并提供$ \ Mathcal o(1 / \ sqrt {n})$泛化绑定($ n $是培训样本大小),这表明控制了鉴别者的假设复杂性,以提高概括性。因此,我们选择一个简单的网络作为鉴别器。两个标准设置中的广泛和系统实验表明,该方法显着优于最新的最先进的方法。我们模型的源代码即将推出。
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培训语义细分模型的现实世界注释收集是一个昂贵的过程。无监督的域适应性(UDA)试图通过研究如何使用更多可访问的数据(例如合成数据)来训练和适应现实世界图像而无需其注释,以解决此问题。最近的UDA方法通过使用学生和教师网络对像素的分类损失进行培训,适用于自学习。在本文中,我们建议通过对网络输出中元素之间的像素间关系进行建模,将一致性正则项添加到半监督UDA中。我们通过将其应用于最先进的涂抹式框架并将GTA5上的MIOU1绩效应用于CityScapes Benchmark,并在Synthia上的MIOU16绩效提高了MIOU19在Synthia上的效果,并将MIOU19上的MIOU1上的性能提高到CityScapes基准,将其应用于CityScapes Benchmark,并将MIOU19上的MIOU1上的性能提高到CityScapes基准,从而证明了拟议的一致性正规化项的有效性。
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Recently, unsupervised domain adaptation in satellite pose estimation has gained increasing attention, aiming at alleviating the annotation cost for training deep models. To this end, we propose a self-training framework based on the domain-agnostic geometrical constraints. Specifically, we train a neural network to predict the 2D keypoints of a satellite and then use PnP to estimate the pose. The poses of target samples are regarded as latent variables to formulate the task as a minimization problem. Furthermore, we leverage fine-grained segmentation to tackle the information loss issue caused by abstracting the satellite as sparse keypoints. Finally, we iteratively solve the minimization problem in two steps: pseudo-label generation and network training. Experimental results show that our method adapts well to the target domain. Moreover, our method won the 1st place on the sunlamp task of the second international Satellite Pose Estimation Competition.
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