本文提出了一种可扩展的方法，用于同时学习单个令牌和整体实例表示的分布式表示。我们使用自我注意解区块代表分布式令牌，然后是跨注意区块来汇总整体实例。该方法的核心是使用极大的令牌掩蔽（75％-90％）作为监督的数据增加。我们的模型命名为Oxtreara，遵循普通的BYOL方法，其中训练了来自未掩盖子集的实例表示从完整的输入中预测。学习需要模型在实例中捕获信息的变化，而不是鼓励不变。本文有三个贡献：1）随机掩盖是一种强大而有效的数据增强，用于学习可推广的注意力表示。 2）每个实例进行多次抽样，极端掩盖会大大加快学习的速度，并渴望获得更多数据。 3）与蒙版建模中的to徒监督不同，可以单独从实例监督中学到分布式表示形式。

蒙面图像建模（MIM）在各种视觉任务上取得了令人鼓舞的结果。但是，学到的表示形式的有限可区分性表现出来，使一个更强大的视力学习者还有很多值得一试。为了实现这一目标，我们提出了对比度蒙面的自动编码器（CMAE），这是一种新的自我监督的预训练方法，用于学习更全面和有能力的视觉表示。通过详细统一的对比度学习（CL）和掩盖图像模型（MIM），CMAE利用了它们各自的优势，并以强大的实例可辨别性和局部的可感知来学习表示形式。具体而言，CMAE由两个分支组成，其中在线分支是不对称的编码器编码器，而目标分支是动量更新的编码器。在培训期间，在线编码器从蒙面图像的潜在表示中重建了原始图像，以学习整体特征。馈送完整图像的目标编码器通过其在线学习通过对比度学习增强了功能可区分性。为了使CL与MIM兼容，CMAE引入了两个新组件，即用于生成合理的正视图和特征解码器的像素移位，以补充对比度对的特征。多亏了这些新颖的设计，CMAE可以有效地提高了MIM对应物的表示质量和转移性能。 CMAE在图像分类，语义分割和对象检测的高度竞争基准上实现了最先进的性能。值得注意的是，CMAE-BASE在Imagenet上获得了$ 85.3 \％$ $ TOP-1的准确性和$ 52.5 \％$ MIOU的ADE20K，分别超过了$ 0.7 \％\％$ $和$ 1.8 \％$ $。代码将公开可用。

最近，蒙面图像建模（MIM）在自我监视的视觉识别方面取得了巨大的成功。但是，作为一个基于重建的框架，了解MIM的工作原理仍然是一个悬而未决的问题，因为MIM与以前研究过的暹罗方法（例如对比度学习）有很大不同。在本文中，我们提出了一个新的观点：MIM隐含地学习咬合不变特征，这与其他暹罗方法类似，而后者则学习其他不变性。通过将MIM公式放松为等效的暹罗形式，可以用常规方法在统一框架中解释MIM方法，其中只有a）数据转换，即学习什么不变性，b）相似性测量是不同的。此外，以Mae（He等）为MIM的一个代表性示例，我们从经验上发现MIM模型的成功与选择相似性功能的选择有点联系，但是蒙面图像引入了学习的咬合不变特征 - 事实证明对于视觉变压器来说，这是一个受欢迎的初始化，即使学习的功能可能不太语义。我们希望我们的发现能够激发研究人员在计算机视觉社区中开发更强大的自我监督方法。

Masked image modelling (e.g., Masked AutoEncoder) and contrastive learning (e.g., Momentum Contrast) have shown impressive performance on unsupervised visual representation learning. This work presents Masked Contrastive Representation Learning (MACRL) for self-supervised visual pre-training. In particular, MACRL leverages the effectiveness of both masked image modelling and contrastive learning. We adopt an asymmetric setting for the siamese network (i.e., encoder-decoder structure in both branches), where one branch with higher mask ratio and stronger data augmentation, while the other adopts weaker data corruptions. We optimize a contrastive learning objective based on the learned features from the encoder in both branches. Furthermore, we minimize the $L_1$ reconstruction loss according to the decoders' outputs. In our experiments, MACRL presents superior results on various vision benchmarks, including CIFAR-10, CIFAR-100, Tiny-ImageNet, and two other ImageNet subsets. Our framework provides unified insights on self-supervised visual pre-training and future research.

变形金刚和蒙版语言建模在计算机视觉中很快被视为视觉变压器和蒙版图像建模（MIM）。在这项工作中，我们认为由于图像中令牌的数量和相关性，图像令牌掩盖与文本中的令牌掩盖有所不同。特别是，为了为MIM产生具有挑战性的借口任务，我们主张从随机掩盖到知情掩盖的转变。我们在基于蒸馏的MIM的背景下开发并展示了这一想法，其中教师变压器编码器生成了一个注意力图，我们用它来指导学生为学生指导掩盖。因此，我们引入了一种新颖的掩蔽策略，称为注意引导蒙版（ATTMASK），我们证明了其对基于密集蒸馏的MIM以及基于普通蒸馏的自然剥离的自助力学习的有效性。我们确认ATTMASK可以加快学习过程，并提高各种下游任务的性能。我们在https://github.com/gkakogeorgiou/attmask上提供实现代码。

通过开发基于生成的自我监督学习（SSL）方法，例如Beit和Mae，如何通过掩盖输入图像的随机补丁并重建缺失信息来学习良好的表示形式。但是，Beit和Peco需要一个“预先陈述”阶段，以生成用于掩盖补丁代表的离散代码手册。 MAE不需要预训练的代码簿流程，但是将像素设置为重建目标可能会引入前训练和下游任务之间的优化差距，即良好的重建质量可能并不总是会导致模型的高描述能力。考虑到上述问题，在本文中，我们提出了一个简单的自鉴定的蒙面自动编码器网络，即SDAE。 SDAE由一个使用编码器解码器结构的学生分支组成，以重建缺失的信息，并制作一个师范分支，生产蒙版代币的潜在表示。我们还分析了如何从信息瓶颈的角度来为教师分支机构建立潜在代表性的好看法。之后，我们提出了一种多重掩蔽策略，以提供多个掩盖视图，并具有平衡的信息以提高性能，这也可以降低计算复杂性。我们的方法很好地概括了：只有300个时期预训练，香草vit-base模型在Imagenet-1K分类上达到了84.1％的微调精度，48.6 MIOU在ADE20K细分方面和48.9 coco检测中的MAP，它超过了其他方法，从而超过其他方法。通过相当大的边距。代码可从https://github.com/abrahamyabo/sdae获得。

本文显示屏蔽的自动化器（MAE）是可扩展的自我监督学习者，用于计算机愿景。我们的MAE方法很简单：我们掩盖输入图像的随机补丁并重建缺失像素。它基于两个核心设计。首先，我们开发一个不对称的编码器解码器架构，其中编码器仅在掩码的可见子集（没有掩码令牌）上，以及重量解码器，该重量解码器从潜像和掩码令牌重建原始图像。其次，我们发现掩蔽了高比例的输入图像，例如，75％，产生非凡和有意义的自我监督任务。耦合这两种设计使我们能够有效且有效地培训大型模型：我们加速培训（3倍或更多）并提高准确性。我们可扩展的方法允许学习概括的高容量模型：例如，Vanilla Vit-Maxim模型在使用Imagenet-1K数据的方法中实现最佳准确性（87.8％）。下游任务中的转移性能优于监督预培训并显示有前途的缩放行为。

我们提出了引导蒙面的自动编码器（bootmae），这是一种新的视觉BERT预训练方法。 Bootmae用两个核心设计改进了原始的蒙版自动编码器（MAE）：1）动量编码器，该动量编码器可作为额外的BERT预测目标提供在线功能； 2）试图降低编码器的压力以记住目标特定信息的靶向解码器。第一个设计的动机是通过观察到的，即使用预定的MAE提取特征，因为掩盖令牌的BERT预测目标可以实现更好的预训练性能。因此，我们与原始的MAE编码器并行添加了一个动量编码器，该编码器通过将其自己的表示作为BERT预测目标来引导预处理性能。在第二个设计中，我们将特定于目标的信息（例如，未掩盖贴片的像素值）直接传达到解码器中，以减少记住目标特定信息的编码器的压力。因此，编码器专注于语义建模，这是BERT预训练的目的，并且不需要浪费其在记住与预测目标相关的未掩盖令牌的信息时的能力。通过广泛的实验，我们的Bootmae在ImageNet-1k上获得了$ 84.2 \％$ $ $ $+0.8 \％$在同一预训练时期。 Bootmae还获得了$+1.0 $ MIOU在ADE20K上的语义细分和$+1.3 $ box ap，$+1.4 $+1.4 $ bask ap改进对象检测和可可数据集上的细分。代码在https://github.com/lightdxy/bootmae上发布。

自我监督学习（SSL）在各种下游视觉任务上表现出色。已经提出了两个主流SSL框架，即实例歧视（ID）和蒙版图像建模（MIM）。 ID从同一图像中汇总了不同视图的表示，同时避免了特征崩溃。它在线性探测器上表现良好，但在检测性能方面较低。另一方面，MIM重建了给定的蒙版图像的原始内容。它在密集的预测下表现出色，但在线性探测方面表现不佳。它们的区别是由于忽略语义一致性或空间敏感性的表示要求而引起的。具体而言，我们观察到（1）语义对齐要求在语义上相似的观点要投影到附近的代表中，这可以通过将不同的观点与强烈的增强进行对比来实现； （2）空间灵敏度需要对图像中的局部结构进行建模。因此，用掩盖图像预测致密表示是有益的，因为它模拟了图像含量的条件分布。在这些分析的驱动下，我们提出了暹罗图像建模（SIM），该图像模型（SIM）预测了增强视图的密集表示，基于来自同一图像的另一种掩盖视图，但具有不同的增强。我们的方法使用一个带有两个分支的暹罗网络。在线分支编码第一个视图，并根据这两个视图之间的相对位置预测第二视图的表示。目标分支通过编码第二视图来产生目标。通过这种方式，我们能够分别使用ID和MIM实现可比的线性探测和密集的预测性能。我们还证明，可以在没有全球损失的情况下获得体面的线性探测结果。代码应在https://github.com/fundamentalvision/siamese-image-modeling上发布。

在过去的几年中，基于自我注意力的变压器模型一直在主导许多计算机视觉任务。它们的出色模型质量在很大程度上取决于标记过多的图像数据集。为了减少对大型标记数据集的依赖，基于重建的掩盖自动编码器正在获得流行，这些自动编码器从未标记的图像中学习了高质量的可转移表示形式。出于同样的目的，最近弱监督的图像预处理方法探索了图像随附的文本字幕的语言监督。在这项工作中，我们提出了对语言辅助代表的预读图像，称为米兰。我们的预处理目标不是预测原始像素或低级别的特征，而是用使用字幕监督获得的大量语义信号来重建图像特征。此外，为了适应我们的重建目标，我们提出了更有效的促使解码器体系结构和语义意识到的掩码采样机制，从而进一步推进了预告片模型的传输性能。实验结果表明，米兰的精度比以前的工作更高。当掩盖的自动编码器在ImagEnet-1K数据集上进行了预估计并以224x224的输入分辨率进行了填充时，米兰在VITB/16上的前1位准确性达到了85.4％，使以前的先前最先前的艺术品达到1％。在下游的语义分割任务中，米兰在ADE20K数据集上使用VIT-B/16骨架达到52.7 MIOU，表现优于先前的蒙版预读结果4分。

Pixel-level labels are particularly expensive to acquire. Hence, pretraining is a critical step to improve models on a task like semantic segmentation. However, prominent algorithms for pretraining neural networks use image-level objectives, e.g. image classification, image-text alignment a la CLIP, or self-supervised contrastive learning. These objectives do not model spatial information, which might be suboptimal when finetuning on downstream tasks with spatial reasoning. In this work, we propose to pretrain networks for semantic segmentation by predicting the relative location of image parts. We formulate this task as a classification problem where each patch in a query view has to predict its position relatively to another reference view. We control the difficulty of the task by masking a subset of the reference patch features visible to those of the query. Our experiments show that this location-aware (LOCA) self-supervised pretraining leads to representations that transfer competitively to several challenging semantic segmentation benchmarks.

我们呈现蒙版特征预测（MaskFeat），用于自我监督的视频模型的预训练。我们的方法首先随机地掩盖输入序列的一部分，然后预测蒙面区域的特征。我们研究五种不同类型的功能，找到面向导向渐变（HOG）的直方图，手工制作的特征描述符，在性能和效率方面尤其良好。我们观察到猪中的局部对比标准化对于良好的结果至关重要，这与使用HOG进行视觉识别的早期工作符合。我们的方法可以学习丰富的视觉知识和基于大规模的变压器的模型。在不使用额外的模型重量或监督的情况下，在未标记视频上预先培训的MaskFeat在动力学-400上使用MVIT-L达到86.7％的前所未有的结果，在动力学-600，88.3％上，88.3％，在动力学-700,88.8地图上SSV2上的75.0％。 MaskFeat进一步推广到图像输入，其可以被解释为具有单个帧的视频，并在想象中获得竞争结果。

语言变形金刚的成功主要归因于屏蔽语言建模（MLM）的借口任务，其中文本首先被致以语义有意义的作品。在这项工作中，我们研究了蒙面图像建模（MIM），并指出使用语义有意义的视觉销售器的优缺点。我们提出了一个自我监督的框架IBOT，可以使用在线标记器执行蒙版预测。具体而言，我们在蒙面的补丁令牌上进行自我蒸馏，并将教师网络作为在线标记器，以及在课堂上的自蒸馏来获取视觉语义。在线销售器与MIM目标和分配的多级培训管道共同学习，销售器需要预先预先培训。通过在Imagenet-1K上达到81.6％的线性探测精度和86.3％的微调精度来展示IBOT的突出。除了最先进的图像分类结果之外，我们强调了新兴的局部语义模式，这有助于模型对共同损坏获得强大的鲁棒性，并在密集的下游任务中实现领先的结果，例如，对象检测，实例分割和语义细分。

自我监督的学习表现出优于各种视觉基准的监督方法。暹罗网络鼓励嵌入是扭曲的不变，是最成功的自我观察的视觉表示学习方法之一。在所有增强方法中，掩盖是最通用，最直接的方法，它有可能应用于各种输入，并且需要最少的域知识。但是，蒙面的暹罗网络需要特殊的归纳偏见，并且实际上仅与视觉变压器配合得很好。这项工作从经验上研究了用Convnets掩盖暹罗网络背后的问题。我们提出了几种经验设计，以逐渐克服这些问题。我们的方法在低射击图像分类方面竞争性能，并且优于对象检测基准测试的先前方法。我们讨论了剩余的几个问题，希望这项工作可以为未来的通用自我监督学习提供有用的数据点。

最近的蒙版图像建模（MIM）在自我监督学习（SSL）中受到了很多关注，该学习要求目标模型恢复输入图像的掩盖部分。尽管基于MIM的预训练方法在转移到许多下游任务时达到了新的最新性能，但可视化表明，与基于基于对比性学习预训练相比，学习的表示形式不可分割，尤其是相比。这激发了我们思考MIM预培训表示的线性可分离性是否可以进一步改善，从而改善了训练的性能。由于MIM和对比度学习倾向于利用不同的数据增强和培训策略，因此将这两个借口任务结合起来并不是微不足道的。在这项工作中，我们提出了一个新颖而灵活的预训练框架，名为Mimco，该框架通过两阶段的预培训结合了MIM和对比度学习。具体而言，MIMCO将预先训练的对比学习模型作为教师模型，并通过两种类型的学习目标进行了预培训：贴片级和图像级的重建损失。关于下游任务的广泛转移实验证明了我们的MIMCO预训练框架的出色表现。以VIT-S为例，当使用预先训练的MoCov3-Vit-S作为教师模型时，Mimco只需要100个时期的预训练时期即可达到Imagenet-1K上的82.53％Top-1 FineTuning精度，这表现优于表现最先进的自我监督学习对手。

由于具有强大的代表性，变形金刚在包括自然语言处理（NLP），计算机视觉和语音识别在内的广泛应用中越来越受欢迎。但是，利用这种代表性的能力有效地需要大量的数据，强大的正则化或两者兼而有之以减轻过度拟合。最近，基于掩盖的自动编码器的自我监督预处理策略已解锁了变压器的功能，这些策略依赖于直接或从未掩盖的内容对比的掩蔽输入进行重建。这种预训练的策略已在NLP中的BERT模型，Speak2VEC模型中使用，最近在Vision中的MAE模型中，该模型迫使该模型使用自动编码相关的目标来了解输入不同部分中的内容之间的关系。在本文中，我们提出了一种小说但令人惊讶的简单替代内容，以预测内容的位置，而无需为其提供位置信息。这样做需要变压器仅凭内容就可以理解输入不同部分之间的位置关系。这相当于有效的实现，其中借口任务是每个输入令牌所有可能位置之间的分类问题。我们在视觉和语音基准上进行了实验，我们的方法对强有力的监督训练基准进行了改进，并且与现代的无监督/自我监督预审方法相媲美。我们的方法还可以使经过训练的变压器在没有位置嵌入的情况下胜过训练有完整位置信息的训练的变压器。

Self-supervised representation learning follows a paradigm of withholding some part of the data and tasking the network to predict it from the remaining part. Towards this end, masking has emerged as a generic and powerful tool where content is withheld along the sequential dimension, e.g., spatial in images, temporal in audio, and syntactic in language. In this paper, we explore the orthogonal channel dimension for generic data augmentation. The data for each channel is quantized through a non-uniform quantizer, with the quantized value sampled randomly within randomly sampled quantization bins. From another perspective, quantization is analogous to channel-wise masking, as it removes the information within each bin, but preserves the information across bins. We apply the randomized quantization in conjunction with sequential augmentations on self-supervised contrastive models. This generic approach achieves results on par with modality-specific augmentation on vision tasks, and state-of-the-art results on 3D point clouds as well as on audio. We also demonstrate this method to be applicable for augmenting intermediate embeddings in a deep neural network on the comprehensive DABS benchmark which is comprised of various data modalities. Code is availabel at http://www.github.com/microsoft/random_quantize.

最近，自我监督的蒙面自动编码器（MAE）因其令人印象深刻的表示能力而引起了前所未有的关注。但是，借口任务是掩盖的图像建模（MIM），重建缺失的本地贴片，缺乏对图像的全局理解。本文通过添加有监督的分类部门将MAE扩展到了完全监督的环境，从而使Mae可以从Golden Labels中有效地学习全球功能。所提出的监督MAE（Supmae）仅利用图像贴片的可见子集进行分类，这与使用所有图像贴片的标准监督预训练不同。通过实验，我们证明了Supmae不仅更有效地训练，而且还学会了更健壮和可转移的功能。具体而言，Supmae在使用VIT-B/16模型的ImageNet上评估时仅使用30％的计算来实现MAE的可比性。 Supmae对ImageNet变体的鲁棒性和转移学习绩效优于MAE和标准监督前培训对手。代码将公开可用。

蒙面的自动编码器是可扩展的视觉学习者，因为Mae \ Cite {He2022masked}的标题表明，视觉中的自我监督学习（SSL）可能会采用与NLP中类似的轨迹。具体而言，具有蒙版预测（例如BERT）的生成借口任务已成为NLP中的事实上的标准SSL实践。相比之下，他们的歧视性对应物（例如对比度学习）掩埋了视力中的生成方法的早期尝试；但是，蒙版图像建模的成功已恢复了屏蔽自动编码器（过去通常被称为DeNosing AutoCoder）。作为在NLP中与Bert弥合差距的一个里程碑，蒙面自动编码器吸引了对SSL在视觉及其他方面的前所未有的关注。这项工作对蒙面自动编码器进行了全面的调查，以洞悉SSL的有希望的方向。作为第一个使用蒙版自动编码器审查SSL的人，这项工作通过讨论其历史发展，最新进度以及对不同应用的影响，重点介绍其在视觉中的应用。