压缩高准确性卷积神经网络(CNN)的最新进展已经见证了实时对象检测的显着进步。为了加速检测速度,轻质检测器总是使用单路主链几乎没有卷积层。但是,单路径架构涉及连续的合并和下采样操作,始终导致粗糙和不准确的特征图,这些图形不利,无法找到对象。另一方面,由于网络容量有限,最近的轻质网络在表示大规模的视觉数据方面通常很弱。为了解决这些问题,本文提出了一个名为DPNET的双路径网络,并采用了实时对象检测的轻巧注意方案。双路径体系结构使我们能够与提取物相对于高级语义特征和低级对象详细信息。尽管DPNET相对于单路检测器几乎具有重复的形状,但计算成本和模型大小并未显着增加。为了增强表示能力,轻巧的自相关模块(LSCM)旨在捕获全局交互,只有很少的计算开销和网络参数。在颈部,LSCM扩展到轻质互相关模块(LCCM),从而捕获相邻尺度特征之间的相互依赖性。我们已经对Coco和Pascal VOC 2007数据集进行了详尽的实验。实验结果表明,DPNET在检测准确性和实施效率之间实现了最新的权衡。具体而言,DPNET在MS COCO Test-DEV上可实现30.5%的AP,Pascal VOC 2007测试集上的81.5%地图,MWITH近250万型号,1.04 GFLOPS,1.04 GFLOPS和164 fps和196 fps和196 fps,320 x 320输入图像的320 x 320输入图像。
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对象检测通常需要相当数量的计算来获得满意的性能,这是不友好的部署在边缘设备中。为了解决计算成本和检测准确性之间的权衡,本文介绍了一个名为DPNet的双路径网络,用于轻量级自我关注的高效对象检测。在骨干中,单个输入/输出轻量级自我关注模块(LSAM)旨在编码不同位置之间的全局相互作用。LSAM还扩展到功能金字塔网络(FPN)中的多输入版本,该版本用于捕获两条路径中的跨分辨率依赖性。Coco DataSet的广泛实验表明,我们的方法实现了最先进的检测结果。更具体地说,DPNET在COCO测试开发中获得29.0%AP,仅为320x320图像的1.14 GFLOPS和2.27M型号大小。
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由于对图像细节和语义进行了强大的能力,近年来提出了许多轻量级的双分辨率网络。但是,大多数人都忽略了边界信息的好处。本文介绍了一种轻量级的双分辨率网络,称为Drbanet,旨在通过边界信息来细化语义分割结果。 Dbanet采用双行架构,包括:高分辨率分支(HRB)和低分辨率分支(LRB)。具体而言,HRB主要由一组有效的反转瓶颈模块(EIBMS)组成,其学习具有更大接收领域的特征表示。 LRB由一系列EIBM和极轻的金字塔池模块(ELPPM)组成,其中通过分层残差连接使用ELPPM来捕获多尺度上下文。最后,旨在捕获HRB中的对象边界的边界监督头。 CITYSCAPES和CAMVID数据集的广泛实验表明,我们的方法在分割准确性和运行效率之间实现了有前途的权衡。
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视觉表示学习是解决各种视力问题的关键。依靠开创性的网格结构先验,卷积神经网络(CNN)已成为大多数深视觉模型的事实上的标准架构。例如,经典的语义分割方法通常采用带有编码器编码器体系结构的完全横向卷积网络(FCN)。编码器逐渐减少了空间分辨率,并通过更大的接受场来学习更多抽象的视觉概念。由于上下文建模对于分割至关重要,因此最新的努力一直集中在通过扩张(即极度)卷积或插入注意力模块来增加接受场。但是,基于FCN的体系结构保持不变。在本文中,我们旨在通过将视觉表示学习作为序列到序列预测任务来提供替代观点。具体而言,我们部署纯变压器以将图像编码为一系列贴片,而无需局部卷积和分辨率减少。通过在变压器的每一层中建立的全球环境,可以学习更强大的视觉表示形式,以更好地解决视力任务。特别是,我们的细分模型(称为分割变压器(SETR))在ADE20K上擅长(50.28%MIOU,这是提交当天测试排行榜中的第一个位置),Pascal环境(55.83%MIOU),并在CityScapes上达到竞争成果。此外,我们制定了一个分层局部全球(HLG)变压器的家族,其特征是窗户内的本地关注和跨窗户的全球性专注于层次结构和金字塔架构。广泛的实验表明,我们的方法在各种视觉识别任务(例如,图像分类,对象检测和实例分割和语义分割)上实现了吸引力的性能。
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本文提出了平行残留的双融合特征金字塔网络(PRB-FPN),以快速准确地单光对象检测。特征金字塔(FP)在最近的视觉检测中被广泛使用,但是由于汇总转换,FP的自上而下的途径无法保留准确的定位。随着使用更多层的更深骨干,FP的优势被削弱了。此外,它不能同时准确地检测到小物体。为了解决这些问题,我们提出了一种新的并行FP结构,具有双向(自上而下和自下而上)的融合以及相关的改进,以保留高质量的特征以进行准确定位。我们提供以下设计改进:(1)具有自下而上的融合模块(BFM)的平行分歧FP结构,以高精度立即检测小物体和大对象。 (2)串联和重组(CORE)模块为特征融合提供了自下而上的途径,该途径导致双向融合FP,可以从低层特征图中恢复丢失的信息。 (3)进一步纯化核心功能以保留更丰富的上下文信息。自上而下和自下而上的途径中的这种核心净化只能在几次迭代中完成。 (4)将残留设计添加到核心中,导致了一个新的重核模块,该模块可以轻松训练和集成,并具有更深入或更轻的骨架。所提出的网络可在UAVDT17和MS COCO数据集上实现最新性能。代码可在https://github.com/pingyang1117/prbnet_pytorch上找到。
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ous vision tasks without convolutions, where it can be used as a direct replacement for CNN backbones. (3) We validate PVT through extensive experiments, showing that it boosts the performance of many downstream tasks, including object detection, instance and semantic segmentation. For example, with a comparable number of parameters, PVT+RetinaNet achieves 40.4 AP on the COCO dataset, surpassing ResNet50+RetinNet (36.3 AP) by 4.1 absolute AP (see Figure 2). We hope that PVT could serve as an alternative and useful backbone for pixel-level predictions and facilitate future research.
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现代的高性能语义分割方法采用沉重的主链和扩张的卷积来提取相关特征。尽管使用上下文和语义信息提取功能对于分割任务至关重要,但它为实时应用程序带来了内存足迹和高计算成本。本文提出了一种新模型,以实现实时道路场景语义细分的准确性/速度之间的权衡。具体来说,我们提出了一个名为“比例吸引的条带引导特征金字塔网络”(s \ textsuperscript {2} -fpn)的轻巧模型。我们的网络由三个主要模块组成:注意金字塔融合(APF)模块,比例吸引条带注意模块(SSAM)和全局特征Upsample(GFU)模块。 APF采用了注意力机制来学习判别性多尺度特征,并有助于缩小不同级别之间的语义差距。 APF使用量表感知的关注来用垂直剥离操作编码全局上下文,并建模长期依赖性,这有助于将像素与类似的语义标签相关联。此外,APF还采用频道重新加权块(CRB)来强调频道功能。最后,S \ TextSuperScript {2} -fpn的解码器然后采用GFU,该GFU用于融合APF和编码器的功能。已经对两个具有挑战性的语义分割基准进行了广泛的实验,这表明我们的方法通过不同的模型设置实现了更好的准确性/速度权衡。提出的模型已在CityScapes Dataset上实现了76.2 \%miou/87.3fps,77.4 \%miou/67fps和77.8 \%miou/30.5fps,以及69.6 \%miou,71.0 miou,71.0 \%miou,和74.2 \%\%\%\%\%\%。 miou在Camvid数据集上。这项工作的代码将在\ url {https://github.com/mohamedac29/s2-fpn提供。
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诸如对象检测和分割等密集的计算机视觉任务需要有效的多尺度特征表示,用于检测或分类具有不同大小的对象或区域。虽然卷积神经网络(CNNS)是这种任务的主导架构,但最近引入了视觉变压器(VITS)的目标是将它们替换为骨干。类似于CNN,VITS构建一个简单的多级结构(即,细致粗略),用于使用单尺度补丁进行多尺度表示。在这项工作中,通过从现有变压器的不同角度来看,我们探索了多尺度补丁嵌入和多路径结构,构建了多路径视觉变压器(MPVIT)。 MPVIT通过使用重叠的卷积贴片嵌入,将相同尺寸〜(即,序列长度,序列长度,序列长度的序列长度)嵌入不同尺度的斑块。然后,通过多个路径独立地将不同尺度的令牌独立地馈送到变压器编码器,并且可以聚合产生的特征,使得能够在相同特征级别的精细和粗糙的特征表示。由于多样化,多尺寸特征表示,我们的MPVits从微小〜(5m)缩放到基础〜(73米)一直在想象成分,对象检测,实例分段上的最先进的视觉变压器来实现卓越的性能,和语义细分。这些广泛的结果表明,MPVIT可以作为各种视觉任务的多功能骨干网。代码将在\ url {https://git.io/mpvit}上公开可用。
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先前的工作提出了几种策略,以降低自我发挥机制的计算成本。这些作品中的许多作品都考虑将自我关注程序分解为区域和局部特征提取程序,这些程序都会产生较小的计算复杂性。但是,区域信息通常仅以损失的不良信息为代价,原因是由于下采样而丢失。在本文中,我们提出了一种新颖的变压器体系结构,旨在减轻成本问题,称为双视觉变压器(双击)。新的体系结构结合了一个关键的语义途径,可以更有效地将代币向量压缩到具有降低的复杂性顺序的全球语义中。然后,这种压缩的全局语义是通过另一个构造的像素途径在学习更精细的像素级详细信息中作为有用的先前信息。然后将语义途径和像素途径集成在一起并进行联合训练,从而通过这两个途径并行传播增强的自我运动信息。此后,双攻击能够降低计算复杂性,而不会损害很大的准确性。我们从经验上证明,双重射击比SOTA变压器体系结构具有较高的训练复杂性。源代码可在\ url {https://github.com/yehli/imagenetmodel}中获得。
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Due to object detection's close relationship with video analysis and image understanding, it has attracted much research attention in recent years. Traditional object detection methods are built on handcrafted features and shallow trainable architectures. Their performance easily stagnates by constructing complex ensembles which combine multiple low-level image features with high-level context from object detectors and scene classifiers. With the rapid development in deep learning, more powerful tools, which are able to learn semantic, high-level, deeper features, are introduced to address the problems existing in traditional architectures. These models behave differently in network architecture, training strategy and optimization function, etc. In this paper, we provide a review on deep learning based object detection frameworks. Our review begins with a brief introduction on the history of deep learning and its representative tool, namely Convolutional Neural Network (CNN). Then we focus on typical generic object detection architectures along with some modifications and useful tricks to improve detection performance further. As distinct specific detection tasks exhibit different characteristics, we also briefly survey several specific tasks, including salient object detection, face detection and pedestrian detection. Experimental analyses are also provided to compare various methods and draw some meaningful conclusions. Finally, several promising directions and tasks are provided to serve as guidelines for future work in both object detection and relevant neural network based learning systems.
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由于卷积在提取物体的局部上下文中,在过去十年中,对象检测在过去十年中取得了重大进展。但是,对象的尺度是多样的,当前卷积只能处理单尺度输入。因此,传统卷积具有固定接收场在处理这种规模差异问题方面的能力受到限制。多尺度功能表示已被证明是缓解规模差异问题的有效方法。最近的研究主要与某些量表或各个尺度的总体特征采用部分联系,并专注于整个量表的全球信息。但是,跨空间和深度维度的信息被忽略了。受此启发,我们提出了多尺度卷积(MSCONV)来解决此问题。同时考虑到量表,空间和深度信息,MSCONV能够更全面地处理多尺度输入。 MSCONV是有效的,并且在计算上是有效的,只有少量计算成本增加。对于大多数单阶段对象探测器,在检测头中用MSCONV代替传统的卷积可以带来AP的2.5 \%改进(在Coco 2017数据集上),只有3 \%的拖鞋增加了。 MSCONV对于两阶段对象探测器也具有灵活性和有效性。当扩展到主流两阶段对象检测器时,MSCONV的AP可以提高3.0 \%。我们在单尺度测试下的最佳模型在Coco 2017上实现了48.9 \%AP,\ textit {test-dev} Split,它超过了许多最新方法。
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现有的多尺度解决方案会导致仅增加接受场大小的风险,同时忽略小型接受场。因此,有效构建自适应神经网络以识别各种空间尺度对象是一个具有挑战性的问题。为了解决这个问题,我们首先引入一个新的注意力维度,即除了现有的注意力维度(例如渠道,空间和分支)之外,并提出了一个新颖的选择性深度注意网络,以对称地处理各种视觉中的多尺度对象任务。具体而言,在给定神经网络的每个阶段内的块,即重新连接,输出层次功能映射共享相同的分辨率但具有不同的接收场大小。基于此结构属性,我们设计了一个舞台建筑模块,即SDA,其中包括树干分支和类似SE的注意力分支。躯干分支的块输出融合在一起,以通过注意力分支指导其深度注意力分配。根据提出的注意机制,我们可以动态选择不同的深度特征,这有助于自适应调整可变大小输入对象的接收场大小。这样,跨块信息相互作用会导致沿深度方向的远距离依赖关系。与其他多尺度方法相比,我们的SDA方法结合了从以前的块到舞台输出的多个接受场,从而提供了更广泛,更丰富的有效接收场。此外,我们的方法可以用作其他多尺度网络以及注意力网络的可插入模块,并创造为SDA- $ x $ net。它们的组合进一步扩展了有效的接受场的范围,可以实现可解释的神经网络。我们的源代码可在\ url {https://github.com/qingbeiguo/sda-xnet.git}中获得。
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为了实现不断增长的准确性,通常会开发大型和复杂的神经网络。这样的模型需要高度的计算资源,因此不能在边缘设备上部署。由于它们在几个应用领域的有用性,建立资源有效的通用网络非常感兴趣。在这项工作中,我们努力有效地结合了CNN和变压器模型的优势,并提出了一种新的有效混合体系结构。特别是在EDGENEXT中,我们引入了分裂深度转置注意力(SDTA)编码器,该编码器将输入张量分解为多个通道组,并利用深度旋转以及跨通道维度的自我注意力,以隐含地增加接受场并编码多尺度特征。我们在分类,检测和分割任务上进行的广泛实验揭示了所提出的方法的优点,优于相对较低的计算要求的最先进方法。我们具有130万参数的EDGENEXT模型在Imagenet-1k上达到71.2 \%TOP-1的精度,超过移动设备的绝对增益为2.2 \%,而拖鞋减少了28 \%。此外,我们具有560万参数的EDGENEXT模型在Imagenet-1k上达到了79.4 \%TOP-1的精度。代码和模型可在https://t.ly/_vu9上公开获得。
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遥感图像中的实例分段的任务,旨在在实例级别执行对象的每像素标记,对于各种民用应用非常重要。尽管以前的成功,但大多数现有的实例分割方法设计用于自然图像时,可以在直接应用于顶视图遥感图像时遇到清晰的性能下降。通过仔细分析,我们观察到由于严重的规模变化,低对比度和聚类分布,挑战主要来自歧视性对象特征。为了解决这些问题,提出了一种新颖的上下文聚合网络(CATNET)来改善特征提取过程。所提出的模型利用了三个轻量级的即插即用模块,即密度特征金字塔网络(Densfpn),空间上下文金字塔(SCP)和兴趣提取器(Hroie)的分层区域,以聚合在功能,空间和的全局视觉上下文实例域分别。 DenseFPN是一种多尺度特征传播模块,通过采用级别的残差连接,交叉级密度连接和具有重新加权策略来建立更灵活的信息流。利用注意力机制,SCP进一步通过将全局空间上下文聚合到当地区域来增强特征。对于每个实例,Hroie自适应地为不同的下游任务生成ROI功能。我们对挑战ISAID,DIOR,NWPU VHR-10和HRSID数据集进行了广泛的评估。评估结果表明,所提出的方法优于具有类似的计算成本的最先进。代码可在https://github.com/yeliudev/catnet上获得。
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在传统的对象检测框架中,从图像识别模型继承的骨干体提取了深层特征,然后颈部模块融合了这些潜在特征,以在不同的尺度上捕获信息。由于对象检测的分辨率比图像识别大得多,因此骨干的计算成本通常主导了总推断成本。这种沉重的背部设计范式主要是由于历史遗产将图像识别模型传输到对象检测时,而不是端到端的优化设计以进行对象检测。在这项工作中,我们表明这种范式确实导致了亚最佳对象检测模型。为此,我们提出了一种新型的重颈范式,长颈鹿,这是一个类似长颈鹿的网络,用于有效的对象检测。长颈鹿使用极轻的骨干和非常深的颈部模块,可同时同时在不同的空间尺度以及不同级别的潜在语义之间进行密集的信息交换。该设计范式允许检测器即使在网络的早期阶段,也可以在相同的优先级处理高级语义信息和低级空间信息,从而使其在检测任务中更有效。对多个流行对象检测基准的数值评估表明,长颈鹿在广泛的资源约束中始终优于先前的SOTA模型。源代码可在https://github.com/jyqi/giraffedet上获得。
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Representing features at multiple scales is of great importance for numerous vision tasks. Recent advances in backbone convolutional neural networks (CNNs) continually demonstrate stronger multi-scale representation ability, leading to consistent performance gains on a wide range of applications. However, most existing methods represent the multi-scale features in a layerwise manner. In this paper, we propose a novel building block for CNNs, namely Res2Net, by constructing hierarchical residual-like connections within one single residual block. The Res2Net represents multi-scale features at a granular level and increases the range of receptive fields for each network layer. The proposed Res2Net block can be plugged into the state-of-the-art backbone CNN models, e.g., ResNet, ResNeXt, and DLA. We evaluate the Res2Net block on all these models and demonstrate consistent performance gains over baseline models on widely-used datasets, e.g., CIFAR-100 and ImageNet. Further ablation studies and experimental results on representative computer vision tasks, i.e., object detection, class activation mapping, and salient object detection, further verify the superiority of the Res2Net over the state-of-the-art baseline methods. The source code and trained models are available on https://mmcheng.net/res2net/.
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最近已经设计了一些轻巧的卷积神经网络(CNN)模型,用于遥感对象检测(RSOD)。但是,他们中的大多数只是用可分离的卷积代替了香草卷积,这可能是由于很多精确损失而无法有效的,并且可能无法检测到方向的边界框(OBB)。同样,现有的OBB检测方法很难准确限制CNN预测的对象的形状。在本文中,我们提出了一个有效的面向轻质对象检测器(LO-DET)。具体而言,通道分离聚集(CSA)结构旨在简化可分开的卷积的复杂性,并开发了动态的接收场(DRF)机制,以通过自定义卷积内核及其感知范围来保持高精度,以保持高精度。网络复杂性。 CSA-DRF组件在保持高精度的同时优化了效率。然后,对角支撑约束头(DSC-Head)组件旨在检测OBB,并更准确,更稳定地限制其形状。公共数据集上的广泛实验表明,即使在嵌入式设备上,拟议的LO-DET也可以非常快地运行,具有检测方向对象的竞争精度。
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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。
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最近,Vision Transformer通过推动各种视觉任务的最新技术取得了巨大的成功。视觉变压器中最具挑战性的问题之一是,图像令牌的较大序列长度会导致高计算成本(二次复杂性)。解决此问题的一个流行解决方案是使用单个合并操作来减少序列长度。本文考虑如何改善现有的视觉变压器,在这种变压器中,单个合并操作提取的合并功能似乎不太强大。为此,我们注意到,由于其在上下文抽象中的强大能力,金字塔池在各种视觉任务中已被证明是有效的。但是,在骨干网络设计中尚未探索金字塔池。为了弥合这一差距,我们建议在视觉变压器中将金字塔池汇总到多头自我注意力(MHSA)中,同时降低了序列长度并捕获强大的上下文特征。我们插入了基于池的MHSA,我们构建了一个通用视觉变压器主链,称为金字塔池变压器(P2T)。广泛的实验表明,与先前的基于CNN-和基于变压器的网络相比,当将P2T用作骨干网络时,它在各种视觉任务中显示出很大的优势。该代码将在https://github.com/yuhuan-wu/p2t上发布。
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本文解决了由多头自我注意力(MHSA)中高计算/空间复杂性引起的视觉变压器的低效率缺陷。为此,我们提出了层次MHSA(H-MHSA),其表示以层次方式计算。具体而言,我们首先将输入图像分为通常完成的补丁,每个补丁都被视为令牌。然后,拟议的H-MHSA学习本地贴片中的令牌关系,作为局部关系建模。然后,将小贴片合并为较大的贴片,H-MHSA对少量合并令牌的全局依赖性建模。最后,汇总了本地和全球专注的功能,以获得具有强大表示能力的功能。由于我们仅在每个步骤中计算有限数量的令牌的注意力,因此大大减少了计算负载。因此,H-MHSA可以在不牺牲细粒度信息的情况下有效地模拟令牌之间的全局关系。使用H-MHSA模块合并,我们建立了一个基于层次的变压器网络的家族,即HAT-NET。为了证明在场景理解中HAT-NET的优越性,我们就基本视觉任务进行了广泛的实验,包括图像分类,语义分割,对象检测和实例细分。因此,HAT-NET为视觉变压器提供了新的视角。可以在https://github.com/yun-liu/hat-net上获得代码和预估计的模型。
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