旨在识别来自新型类别的新型类别,几个参考样本,几次拍摄学习(FSL)是一个具有挑战性的问题。我们发现现有的作品通常通过混合所有本地级别来基于图像级功能来构建其几拍模型,这导致本地细节中的辨别位置偏差和信息丢失。为了解决问题,本文将返回本地级别功能的视角,并提出了一系列本地级策略。具体而言,我们展示(a)局域不可知的训练策略,以避免基本和新型类别之间的辨别位置偏差,(b)一种新的本地级相似度量,以捕获本地级别特征之间的准确比较(c )可以根据不同的位置特征综合来自基本类别的不同知识传输的本地级知识转移。广泛的实验证明,我们拟议的本地级别战略可以显着提高性能,并在不同的基准数据集中实现基线的2.8%-7.2%,这也实现了最先进的准确性。
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Few-shot classification aims to recognize unlabeled samples from unseen classes given only few labeled samples. The unseen classes and low-data problem make few-shot classification very challenging. Many existing approaches extracted features from labeled and unlabeled samples independently, as a result, the features are not discriminative enough. In this work, we propose a novel Cross Attention Network to address the challenging problems in few-shot classification. Firstly, Cross Attention Module is introduced to deal with the problem of unseen classes. The module generates cross attention maps for each pair of class feature and query sample feature so as to highlight the target object regions, making the extracted feature more discriminative. Secondly, a transductive inference algorithm is proposed to alleviate the low-data problem, which iteratively utilizes the unlabeled query set to augment the support set, thereby making the class features more representative. Extensive experiments on two benchmarks show our method is a simple, effective and computationally efficient framework and outperforms the state-of-the-arts.
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很少有视觉识别是指从一些标记实例中识别新颖的视觉概念。通过将查询表示形式与类表征进行比较以预测查询实例的类别,许多少数射击的视觉识别方法采用了基于公制的元学习范式。但是,当前基于度量的方法通常平等地对待所有实例,因此通常会获得有偏见的类表示,考虑到并非所有实例在总结了类级表示的实例级表示时都同样重要。例如,某些实例可能包含无代表性的信息,例如过多的背景和无关概念的信息,这使结果偏差。为了解决上述问题,我们提出了一个新型的基于公制的元学习框架,称为实例自适应类别表示网络(ICRL-net),以进行几次视觉识别。具体而言,我们开发了一个自适应实例重新平衡网络,具有在生成班级表示,通过学习和分配自适应权重的不同实例中的自适应权重时,根据其在相应类的支持集中的相对意义来解决偏见的表示问题。此外,我们设计了改进的双线性实例表示,并结合了两个新型的结构损失,即,阶层内实例聚类损失和阶层间表示区分损失,以进一步调节实例重估过程并完善类表示。我们对四个通常采用的几个基准测试:Miniimagenet,Tieredimagenet,Cifar-FS和FC100数据集进行了广泛的实验。与最先进的方法相比,实验结果证明了我们的ICRL-NET的优势。
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少量学习致力于在少数样品上培训模型。这些方法中的大多数基于像素级或全局级别特征表示学习模型。但是,使用全局功能可能会丢失本地信息,并且使用像素级别功能可能会丢失图像的上下文语义。此外,这些作品只能在单个级别上衡量它们之间的关系,这并不全面而有效。如果查询图像可以通过三个不同的水平相似度量同时分类很好,则类内的查询图像可以在较小的特征空间中更紧密地分布,产生更多辨别特征映射。由此激励,我们提出了一种新的零件级别嵌入适应图形(PEAG)方法来生成特定于任务特征。此外,提出了一种多级度量学习(MML)方法,其不仅可以计算像素级相似度,而且还考虑了部分级别特征和全局级别特征的相似性。对流行的少量图像识别数据集进行了广泛的实验,证明了与最先进的方法相比的方法的有效性。我们的代码可用于\ url {https:/github.com/chenhaoxing/m2l}。
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识别诸如眼睛和喙之类的判别细节对于区分细粒度的班级非常重要,因为它们的总体外观相似。在这方面,我们介绍了任务差异最大化(TDM),这是一个简单的模块,用于细颗粒的几个射击分类。我们的目标是通过强调编码课堂不同信息的渠道来定位班级判别区域。具体而言,TDM基于两个新颖的组件学习特定于任务的通道权重:支持注意模块(SAM)和查询注意模块(QAM)。 SAM产生支持权重,以表示每个类别的频道判别能力。尽管如此,由于SAM基本上仅基于标记的支持集,因此它可能容易受到此类支持集的偏见。因此,我们提出了QAM,通过产生查询权重来补充SAM,该查询权重使给定查询图像的对象相关的通道更加重量。通过组合这两个权重,定义了特定于类的任务通道权重。然后将权重应用以产生任务自适应特征地图,更多地关注判别细节。我们的实验证实了TDM的有效性及其互补益处,并在细粒度的几乎没有分类中使用了先前的方法。
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The task of Few-shot learning (FSL) aims to transfer the knowledge learned from base categories with sufficient labelled data to novel categories with scarce known information. It is currently an important research question and has great practical values in the real-world applications. Despite extensive previous efforts are made on few-shot learning tasks, we emphasize that most existing methods did not take into account the distributional shift caused by sample selection bias in the FSL scenario. Such a selection bias can induce spurious correlation between the semantic causal features, that are causally and semantically related to the class label, and the other non-causal features. Critically, the former ones should be invariant across changes in distributions, highly related to the classes of interest, and thus well generalizable to novel classes, while the latter ones are not stable to changes in the distribution. To resolve this problem, we propose a novel data augmentation strategy dubbed as PatchMix that can break this spurious dependency by replacing the patch-level information and supervision of the query images with random gallery images from different classes from the query ones. We theoretically show that such an augmentation mechanism, different from existing ones, is able to identify the causal features. To further make these features to be discriminative enough for classification, we propose Correlation-guided Reconstruction (CGR) and Hardness-Aware module for instance discrimination and easier discrimination between similar classes. Moreover, such a framework can be adapted to the unsupervised FSL scenario.
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基于度量学习的最近方法取得了很大镜头学习的巨大进步。然而,大多数人都仅限于图像级表示方式,这不能正确地处理课外变化和空间知识,从而产生不希望的性能。在本文中,我们提出了一个深度偏置纠正网络(DBRN)来充分利用特征表示结构中存在的空间信息。我们首先采用偏置整流模块来缓解由类内变化引起的不利影响。偏置纠正模块能够专注于通过给定不同权重的对分类更具判别的特征。为了充分利用培训数据,我们设计了一种模拟增强机制,可以使从支架组产生的原型更具代表性。为了验证我们方法的有效性,我们对各种流行的几次分类基准进行了广泛的实验,我们的方法可以优于最先进的方法。
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从有限的数据学习是一个具有挑战性的任务,因为数据的稀缺导致训练型模型的较差。经典的全局汇总表示可能会失去有用的本地信息。最近,许多射击学习方法通​​过使用深度描述符和学习像素级度量来解决这一挑战。但是,使用深描述符作为特征表示可能丢失图像的上下文信息。这些方法中的大多数方法独立地处理支持集中的每个类,这不能充分利用鉴别性信息和特定于特定的嵌入。在本文中,我们提出了一种名为稀疏空间变压器(SSFormers)的新型变压器的神经网络架构,可以找到任务相关的功能并抑制任务无关的功能。具体地,我们首先将每个输入图像划分为不同大小的几个图像斑块,以获得密集的局部特征。这些功能在表达本地信息时保留上下文信息。然后,提出了一种稀疏的空间变压器层以在查询图像和整个支持集之间找到空间对应关系,以选择任务相关的图像斑块并抑制任务 - 无关的图像斑块。最后,我们建议使用图像补丁匹配模块来计算密集的本地表示之间的距离,从而确定查询图像属于支持集中的哪个类别。广泛的少量学习基准测试表明,我们的方法实现了最先进的性能。
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传统的细颗粒图像分类通常依赖于带注释的地面真相的大规模训练样本。但是,某些子类别在实际应用中可能几乎没有可用的样本。在本文中,我们建议使用多频邻域(MFN)和双交叉调制(DCM)提出一个新颖的几弹性细颗粒图像分类网络(FICNET)。采用模块MFN来捕获空间域和频域中的信息。然后,提取自相似性和多频成分以产生多频结构表示。 DCM使用分别考虑全球环境信息和类别之间的微妙关系来调节嵌入过程。针对两个少量任务的三个细粒基准数据集进行的综合实验验证了FICNET与最先进的方法相比具有出色的性能。特别是,在两个数据集“ Caltech-UCSD鸟”和“ Stanford Cars”上进行的实验分别可以获得分类精度93.17 \%和95.36 \%。它们甚至高于一般的细粒图像分类方法可以实现的。
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由顺序训练和元训练阶段组成的两阶段训练范式已广泛用于当前的几次学习(FSL)研究。这些方法中的许多方法都使用自我监督的学习和对比度学习来实现新的最新结果。但是,在FSL培训范式的两个阶段,对比度学习的潜力仍未得到充分利用。在本文中,我们提出了一个新颖的基于学习的框架,该框架将对比度学习无缝地整合到两个阶段中,以提高少量分类的性能。在预训练阶段,我们提出了特征向量与特征映射和特征映射与特征映射的形式的自我监督对比损失,该图形与特征映射使用全局和本地信息来学习良好的初始表示形式。在元训练阶段,我们提出了一种跨视图的情节训练机制,以对同一情节的两个不同视图进行最近的质心分类,并采用基于它们的距离尺度对比度损失。这两种策略迫使模型克服观点之间的偏见并促进表示形式的可转让性。在三个基准数据集上进行的广泛实验表明,我们的方法可以实现竞争成果。
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Current methods for few-shot action recognition mainly fall into the metric learning framework following ProtoNet. However, they either ignore the effect of representative prototypes or fail to enhance the prototypes with multimodal information adequately. In this work, we propose a novel Multimodal Prototype-Enhanced Network (MORN) to use the semantic information of label texts as multimodal information to enhance prototypes, including two modality flows. A CLIP visual encoder is introduced in the visual flow, and visual prototypes are computed by the Temporal-Relational CrossTransformer (TRX) module. A frozen CLIP text encoder is introduced in the text flow, and a semantic-enhanced module is used to enhance text features. After inflating, text prototypes are obtained. The final multimodal prototypes are then computed by a multimodal prototype-enhanced module. Besides, there exist no evaluation metrics to evaluate the quality of prototypes. To the best of our knowledge, we are the first to propose a prototype evaluation metric called Prototype Similarity Difference (PRIDE), which is used to evaluate the performance of prototypes in discriminating different categories. We conduct extensive experiments on four popular datasets. MORN achieves state-of-the-art results on HMDB51, UCF101, Kinetics and SSv2. MORN also performs well on PRIDE, and we explore the correlation between PRIDE and accuracy.
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很少有学习的学习(FSL)旨在学习一个可以轻松适应新颖课程的分类器,只有几个标签的示例,限制数据使这项任务挑战深度学习。基于量子指标的方法已实现了有希望的表现基于图像级的功能。但是,这些全球特征忽略了丰富的本地和结构信息,这些信息在可见的和看不见的类之间都是可以转移和一致的。认知科学的某些研究认为,人类可以识别出具有学识渊博的新颖类。我们希望挖掘出来可以从基础类别转移和判别性表示,并采用它们以识别新的课程。建立情节训练机制,我们提出了一个原始的采矿和推理网络(PMRN),以端到端的方式学习原始感知的表示,以进行度量。基于基于FSL模型。我们首先添加自学辅助任务,迫使功能提取器学习与原始词相对应的电视模式。为了进一步挖掘并产生可转移的原始感知表示形式,我们设计了一个自适应通道组(ACG)模块,以通过增强信息通道图的同时抑制无用的通道图,从而从对象嵌入中合成一组视觉原语。基于学到的原始功能,提出了一个语义相关推理(SCR)模块来捕获它们之间的内部关系。在本文中,我们了解原始词的特定于任务的重要性,并基于特定于任务的注意力功能进行原始级别的度量。广泛的实验表明,我们的方法在六个标准基准下实现了最先进的结果。
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很少有图像分类是一个具有挑战性的问题,旨在仅基于少量培训图像来达到人类的识别水平。少数图像分类的一种主要解决方案是深度度量学习。这些方法是,通过将看不见的样本根据距离的距离进行分类,可在强大的深神经网络中学到的嵌入空间中看到的样品,可以避免以少数图像分类的少数训练图像过度拟合,并实现了最新的图像表现。在本文中,我们提供了对深度度量学习方法的最新审查,以进行2018年至2022年的少量图像分类,并根据度量学习的三个阶段将它们分为三组,即学习功能嵌入,学习课堂表示和学习距离措施。通过这种分类法,我们确定了他们面临的不同方法和问题的新颖性。我们通过讨论当前的挑战和未来趋势进行了少量图像分类的讨论。
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几次拍摄的语义分割旨在将新颖的类对象分段为仅具有少数标记的支持图像。大多数高级解决方案利用度量学习框架,通过将每个查询功能与学习的类特定的原型匹配来执行分段。然而,由于特征比较不完整,该框架遭受了偏见的分类。为了解决这个问题,我们通过引入类别特定的和类别不可知的原型来提出自适应原型表示,从而构建与查询功能学习语义对齐的完整样本对。互补特征学习方式有效地丰富了特征比较,并有助于在几次拍摄设置中产生一个非偏见的分段模型。它用双分支端到端网络(\即,特定于类分支和类别不可知分支)实现,它生成原型,然后组合查询特征以执行比较。此外,所提出的类别无神不可话的分支简单而且有效。在实践中,它可以自适应地为查询图像生成多种类别 - 不可知的原型,并以自我对比方式学习特征对齐。广泛的Pascal-5 $ ^ i $和Coco-20 $ ^ i $展示了我们方法的优越性。在不牺牲推理效率的费用中,我们的模型实现了最先进的,导致1-Shot和5-Shot Settings进行语义分割。
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从有限的例子中学习和推广,我,e,几次拍摄的学习,对许多真实世界视觉应用的核心重要性是核心重要性。实现少量学习的主要方法是实现来自不同类别的样本是独特的嵌入的嵌入。最近的研究表明,通过双曲线几何嵌入较低的分层和结构化数据,使其适合几次拍摄的学习。在本文中,我们建议学习上下文知识的双曲标准,以表征与学习集合的点与设置距离相关联的点之间的距离。为此,我们将度量标准作为双曲线空间的切线束上的加权总和,并制定自适应地并基于点的星座获得重量的机制。这不仅使得公制本地,而且依赖于手头的任务,这意味着度量根据它比较的样本。我们经验证明,这种度量在异常值存在下产生鲁棒性,并实现基线模型的切实改善。这包括五个流行的少量分类基准,即迷你想象,分层 - 想象成,CALTECH-UCSD鸟-200-2011(幼崽),CIFAR-FS和FC100的最先进的结果。
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很少有语义细分旨在识别一个看不见类别的对象区域,只有几个带注释的示例作为监督。几次分割的关键是在支持图像和查询图像之间建立牢固的语义关系,并防止过度拟合。在本文中,我们提出了一个有效的多相似性超关联网络(MSHNET),以解决几个射击语义分割问题。在MSHNET中,我们提出了一种新的生成原型相似性(GPS),与余弦相似性可以在支持图像和查询图像之间建立牢固的语义关系。基于全局特征的本地生成的原型相似性在逻辑上与基于本地特征的全局余弦相似性互补,并且可以通过同时使用两个相似性来更全面地表达查询图像和受支持图像之间的关系。此外,我们提出了MSHNET中的对称合并块(SMB),以有效合并多层,多弹射和多相似性超相关特征。 MSHNET是基于相似性而不是特定类别特征而构建的,这些特征可以实现更一般的统一性并有效地减少过度拟合。在两个基准的语义分割数据集Pascal-5i和Coco-20i上,MSHNET在1次和5次语义分段任务上实现了新的最先进的表演。
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很少有射击学习(FSL)由于其在模型训练中的能力而无需过多的数据而引起了计算机视觉的越来越多的关注。 FSL具有挑战性,因为培训和测试类别(基础与新颖集)可能会在很大程度上多样化。传统的基于转移的解决方案旨在将从大型培训集中学到的知识转移到目标测试集中是有限的,因为任务分配转移的关键不利影响没有充分解决。在本文中,我们通过结合度量学习和通道注意的概念扩展了基于转移方法的解决方案。为了更好地利用特征主链提取的特征表示,我们提出了特定于类的通道注意(CSCA)模块,该模块通过分配每个类别的CSCA权重向量来学会突出显示每个类中的判别通道。与旨在学习全球班级功能的一般注意力模块不同,CSCA模块旨在通过非常有效的计算来学习本地和特定的特定功能。我们评估了CSCA模块在标准基准测试中的性能,包括Miniimagenet,Cifar-imagenet,Cifar-FS和Cub-200-200-2011。实验在电感和/跨域设置中进行。我们取得了新的最新结果。
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Few-shot semantic segmentation aims to learn to segment new object classes with only a few annotated examples, which has a wide range of real-world applications. Most existing methods either focus on the restrictive setting of one-way few-shot segmentation or suffer from incomplete coverage of object regions. In this paper, we propose a novel few-shot semantic segmentation framework based on the prototype representation. Our key idea is to decompose the holistic class representation into a set of part-aware prototypes, capable of capturing diverse and fine-grained object features. In addition, we propose to leverage unlabeled data to enrich our part-aware prototypes, resulting in better modeling of intra-class variations of semantic objects. We develop a novel graph neural network model to generate and enhance the proposed part-aware prototypes based on labeled and unlabeled images. Extensive experimental evaluations on two benchmarks show that our method outperforms the prior art with a sizable margin.
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教学机器根据少数训练样本认识到一个新的类别,特别是由于缺乏数据缺乏的新型类别的难题了解,只有一个仍然挑战。然而,人类可以快速学习新课程,甚至在人类可以讲述基于视觉和语义先前知识的关于每个类别的歧视特征时,甚至给出了一些样本。为了更好地利用这些先验知识,我们提出了语义引导的注意力(SEGA)机制,其中语义知识用于以自上而下的方式引导视觉感知,在区分类别时应注意哪些视觉特征。结果,即使少量样品也可以更具判别嵌入新类。具体地,借助从基类传输可视化的先验知识,接受了一个特征提取器,以培训以将每个小组类的数量的每个小组的图像嵌入到视觉原型中。然后,我们学习一个网络将语义知识映射到特定于类别的注意力矢量,该向量将用于执行功能选择以增强视觉原型。在Miniimagenet,Tieredimagenet,CiFar-FS和Cub上进行了广泛的实验表明,我们的语义引导的注意力实现了预期的功能和优于最先进的结果。
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很少有分割的目的是仅给出少数标记的样品,旨在细分看不见的级对象。原型学习,支持功能通过平均全局和局部对象信息产生单个原型,在FSS中已广泛使用。但是,仅利用原型矢量可能不足以代表所有训练数据的功能。为了提取丰富的特征并做出更精确的预测,我们提出了一个多相似性和注意力网络(MSANET),包括两个新型模块,一个多相似性模块和一个注意模块。多相似模块利用支持图像和查询图像的多个特征图来估计准确的语义关系。注意模块指示网络专注于相关的信息。该网络在标准FSS数据集,Pascal-5i 1-Shot,Pascal-5i 5-Shot,Coco-20i 1-Shot和Coco-20i 5-Shot上进行了测试。具有RESNET-101骨架的MSANET可在所有4基准测试数据集中达到最先进的性能,而平均交叉点(MIOU)为69.13%,73.99%,51.09%,56.80%。代码可在https://github.com/aivresearch/msanet上获得
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