自我监督方法的下游精度与在训练过程中解决的代理任务以及从中提取的梯度的质量紧密相关。更丰富，更有意义的梯度更新是允许自我监督的方法以更有效的方式学习的关键。在典型的自我验证框架中，两个增强图像的表示在全球层面是连贯的。尽管如此，将本地线索纳入代理任务可能是有益的，并提高了下游任务的模型准确性。这导致了一个双重目标，一方面，全球代表之间的连贯性是强大的，另一方面，在本地代表之间的一致性得到了强大的一致性。不幸的是，两组局部代表之间的确切对应映射并不存在，这使得将局部代表从一个增强到另一个不平凡的任务匹配。我们建议利用输入图像中的空间信息获得几何匹配，并根据基于相似性匹配的几何方法与以前的方法进行比较。我们的研究表明，不仅1）几何匹配的表现优于低数据表格中的基于相似性的匹配，而且还有2）与没有局部自我验证的香草基线相比，基于相似性的匹配在低数据方面受到了极大的伤害。该代码将在接受后发布。
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2021-06-17
本文研究了两种技术，用于开发有效的自我监督视觉变压器（ESVIT）进行视觉表示学习。首先，我们通过一项全面的实证研究表明，具有稀疏自我生产的多阶段体系结构可以显着降低建模的复杂性，但具有失去捕获图像区域之间细粒度对应关系的能力的成本。其次，我们提出了一项新的区域匹配训练任务，该任务使模型可以捕获细粒的区域依赖性，因此显着提高了学习视觉表示的质量。我们的结果表明，ESVIT在ImageNet线性探针评估上结合两种技术，在ImageNet线性探针评估中获得了81.3％的TOP-1，优于先前的艺术，其较高吞吐量的顺序幅度约为较高。当转移到下游线性分类任务时，ESVIT在18个数据集中的17个中优于其受监督的对方。代码和模型可公开可用：https：//github.com/microsoft/esvit
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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。
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在深度学习研究中，自学学习（SSL）引起了极大的关注，引起了计算机视觉和遥感社区的兴趣。尽管计算机视觉取得了很大的成功，但SSL在地球观测领域的大部分潜力仍然锁定。在本文中，我们对在遥感的背景下为计算机视觉的SSL概念和最新发展提供了介绍，并回顾了SSL中的概念和最新发展。此外，我们在流行的遥感数据集上提供了现代SSL算法的初步基准，从而验证了SSL在遥感中的潜力，并提供了有关数据增强的扩展研究。最后，我们确定了SSL未来研究的有希望的方向的地球观察（SSL4EO），以铺平了两个领域的富有成效的相互作用。
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我们提出了一项新的自我监督的预测变压器预测，以进行密集的预测任务。它基于将像素级表示与全局图像表示形式进行比较的对比损失。该策略可产生更好的本地功能，适用于密集的预测任务，而不是基于全球图像表示的对比预训练。此外，我们的方法不会遭受批次大小的减小，因为对比度损失所需的负面示例数量是局部特征数量的顺序。我们证明了训练策略对两个密集预测任务的有效性：语义分割和单眼深度估计。
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在本文中，我们向使用未标记的视频数据提出了用于视频变压器的自我监督培训。从给定的视频，我们创建了不同的空间尺寸和帧速率的本地和全球时空视图。我们的自我监督目标旨在匹配这些不同视图的特征，代表相同的视频，以不变于动作的时空变化。据我们所知，所提出的方法是第一个缓解对自我监督视频变压器（SVT）中的负样本或专用内存库的依赖。此外，由于变压器模型的灵活性，SVT使用动态调整的位置编码在单个架构内支持慢速视频处理，并支持沿着时空尺寸的长期关系建模。我们的方法在四个动作识别基准（动力学-400，UCF-101，HMDB-51和SSV2）上执行良好，并通过小批量尺寸更快地收敛。代码：https://git.io/j1juj.
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最近无监督的表示学习方法已经通过学习表示不变的数据增强，例如随机裁剪和彩色抖动等数据增强来生效。然而，如果依赖于数据增强的特征，例如，位置或色敏，则这种不变性可能对下游任务有害。这不是一个不监督学习的问题;我们发现即使在监督学习中也会发生这种情况，因为它还学会预测实例所有增强样本的相同标签。为避免此类失败并获得更广泛的表示，我们建议优化辅助自我监督损失，创建的AGESELF，了解两个随机增强样本之间的增强参数（例如，裁剪位置，颜色调整强度）的差异。我们的直觉是，Augelf鼓励在学习的陈述中保留增强信息，这可能有利于其可转让性。此外，Augself可以很容易地纳入最近的最先进的表示学习方法，其额外的培训成本可忽略不计。广泛的实验表明，我们的简单想法一直在各种转移学习情景中始终如一地提高了由监督和无监督方法所学到的表示的可转移性。代码可在https://github.com/hankook/augsfir。
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跨图像建立视觉对应是一项具有挑战性且必不可少的任务。最近，已经提出了大量的自我监督方法，以更好地学习视觉对应的表示。但是，我们发现这些方法通常无法利用语义信息，并且在低级功能的匹配方面过度融合。相反，人类的视觉能够将不同的物体区分为跟踪的借口。受此范式的启发，我们建议学习语义意识的细粒对应关系。首先，我们证明语义对应是通过一组丰富的图像级别自我监督方法隐式获得的。我们进一步设计了一个像素级的自我监督学习目标，该目标专门针对细粒的对应关系。对于下游任务，我们将这两种互补的对应表示形式融合在一起，表明它们是协同增强性能的。我们的方法超过了先前的最先进的自我监督方法，使用卷积网络在各种视觉通信任务上，包括视频对象分割，人姿势跟踪和人类部分跟踪。
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在亲自重新识别（REID）中，最近的研究已经验证了未标记的人图像上的模型的预训练要比ImageNet上要好得多。但是，这些研究直接应用了为图像分类设计的现有自我监督学习（SSL）方法，用于REID，而无需在框架中进行任何适应。这些SSL方法将本地视图的输出（例如红色T恤，蓝色短裤）与同时的全球视图相匹配，从而丢失了很多细节。在本文中，我们提出了一种特定于REID的预训练方法，部分意识的自我监督预训练（PASS），该方法可以生成零件级别的功能以提供细粒度的信息，并且更适合REID。通行证将图像分为几个局部区域，每个区域随机裁剪的本地视图都有特定的可学习[部分]令牌。另一方面，所有地方区域的[部分]也附加到全球视图中。通行证学习以匹配同一[部分]上本地视图的输出和全局视图。也就是说，从本地区域获得的本地视图的[部分]仅与从全球视图中学到的相应[部分]相匹配。结果，每个[部分]可以专注于图像的特定局部区域，并提取该区域的细粒度信息。实验显示通行证在Market1501和MSMT17上的新最先进的表演以及各种REID任务（例如Vanilla vit-s/16）通过Pass Achieves 92.2 \％/90.2 \％/88.5 \％地图准确性，例如Vanilla vit-s/16在Market1501上进行监督/UDA/USL REID。我们的代码可在https://github.com/casia-iva-lab/pass-reid上找到。
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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。
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最近在自我监督学习中的最先进的框架最近表明，与传统的CNN型号相比，基于变压器的模型可以导致性能提升。繁荣以最大化图像的两个视图的相互信息，现有的作品对最终陈述具有对比损失。在我们的工作中，我们通过通过对比损失允许中间表示从最终层学习来进一步利用这一点，这可以最大化原始目标的上限和两层之间的相互信息。我们的方法，自蒸馏自我监督学习（SDSSL），胜过竞争基础（SIMCLR，BYOL和MOCO V3）使用各种任务和数据集。在线性评估和K-NN协议中，SDSSL不仅导致最终层的性能优异，而且在大多数下层中也是如此。此外，正负对准用于解释如何更有效地形成表示。代码将可用。
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We introduce Bootstrap Your Own Latent (BYOL), a new approach to self-supervised image representation learning. BYOL relies on two neural networks, referred to as online and target networks, that interact and learn from each other. From an augmented view of an image, we train the online network to predict the target network representation of the same image under a different augmented view. At the same time, we update the target network with a slow-moving average of the online network. While state-of-the art methods rely on negative pairs, BYOL achieves a new state of the art without them. BYOL reaches 74.3% top-1 classification accuracy on ImageNet using a linear evaluation with a ResNet-50 architecture and 79.6% with a larger ResNet. We show that BYOL performs on par or better than the current state of the art on both transfer and semi-supervised benchmarks. Our implementation and pretrained models are given on GitHub. 3 * Equal contribution; the order of first authors was randomly selected.
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标记数据通常昂贵且耗时，特别是对于诸如对象检测和实例分割之类的任务，这需要对图像的密集标签进行密集的标签。虽然几张拍摄对象检测是关于培训小说中的模型（看不见的）对象类具有很少的数据，但它仍然需要在许多标记的基础（见）类的课程上进行训练。另一方面，自我监督的方法旨在从未标记数据学习的学习表示，该数据转移到诸如物体检测的下游任务。结合几次射击和自我监督的物体检测是一个有前途的研究方向。在本调查中，我们审查并表征了几次射击和自我监督对象检测的最新方法。然后，我们给我们的主要外卖，并讨论未来的研究方向。https://gabrielhuang.github.io/fsod-survey/的项目页面
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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。
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由于其最近在减少监督学习的差距方面取得了成功，自我监督的学习方法正在增加计算机愿景的牵引力。在自然语言处理（NLP）中，自我监督的学习和变形金刚已经是选择的方法。最近的文献表明，变压器也在计算机愿景中越来越受欢迎。到目前为止，当使用大规模监督数据或某种共同监督时，视觉变压器已被证明可以很好地工作。在教师网络方面。这些监督的普试视觉变压器在下游任务中实现了非常好的变化，变化最小。在这项工作中，我们调查自我监督学习的预用图像/视觉变压器，然后使用它们进行下游分类任务的优点。我们提出了自我监督的视觉变压器（坐在）并讨论了几种自我监督的培训机制，以获得借口模型。静坐的架构灵活性允许我们将其用作自动统计器，并无缝地使用多个自我监控任务。我们表明，可以在小规模数据集上进行预训练，以便在小型数据集上进行下游分类任务，包括几千个图像而不是数百万的图像。使用公共协议对所提出的方法进行评估标准数据集。结果展示了变压器的强度及其对自我监督学习的适用性。我们通过大边缘表现出现有的自我监督学习方法。我们还观察到坐着很好，很少有镜头学习，并且还表明它通过简单地训练从坐的学到的学习功能的线性分类器来学习有用的表示。预先训练，FineTuning和评估代码将在以下：https://github.com/sara-ahmed/sit。
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高分辨率图像和详尽的局部注释成本的过高成本阻碍了数字病理学的进展。用于对病理图像进行分类的常用范式是基于贴片的处理，该处理通常结合了多个实例学习（MIL）以汇总局部补丁级表示，从而得出图像级预测。尽管如此，诊断相关的区域只能占整个组织的一小部分，而当前基于MIL的方法通常会均匀地处理图像，从而丢弃相互作用的相互作用。为了减轻这些问题，我们提出了Scorenet，Scorenet是一种新的有效的变压器，利用可区分的建议阶段来提取区分图像区域并相应地专用计算资源。提出的变压器利用一些动态推荐的高分辨率区域的本地和全球关注，以有效的计算成本。我们通过利用图像的语义分布来指导数据混合并产生连贯的样品标签对，进一步介绍了一种新型的混合数据启发，即SCOREX。 SCOREMIX令人尴尬地简单，并减轻了先前的增强的陷阱，该增强性的陷阱假设了统一的语义分布，并冒着标签样品的风险。对血久毒素和曙红（H＆E）的三个乳腺癌组织学数据集（H＆E）的三个乳腺癌组织学数据集（H＆E）的彻底实验和消融研究验证了我们的方法优于先前的艺术，包括基于变压器的肿瘤区域（TORIS）分类的模型。与其他混合增强变体相比，配备了拟议的得分增强的Scorenet表现出更好的概括能力，并实现了新的最先进的结果（SOTA）结果，仅50％的数据。最后，Scorenet产生了高疗效，并且胜过SOTA有效变压器，即TransPath和SwintransFormer。
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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。
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自我监督的预制是自然语言处理模型的首选方法，在许多愿景任务中迅速获得普及。最近，自我监督的预借鉴已经显示出胜过许多下游视觉应用的预测，标志着该地区的里程碑。这种优越性归因于传达多个概念的训练图像的不完全标记的负面影响，而是使用单个主要类标签进行注释。虽然自我监督的学习（SSL）原则上没有这种限制，但促进SSL的借口任务的选择是通过向单个概念输出驱动学习过程来实现这种缺点。本研究旨在调查在不使用标签的情况下建模图像中存在的所有概念的可能性。在这方面，所提出的SSL帧工作MC-SSL0.0是迈向多概念自我监督学习（MC-SSL）的步骤，其超出了在图像中建模的单一主导标签，以有效地利用来自所有概念的所有概念在里面。 MC-SSL0.0由两个核心设计概念，组屏蔽模型学习和学习伪概念，用于使用势头（教师学生）框架的数据令牌。多标签和多类图像分类下游任务的实验结果表明，MC-SSL0.0不仅超越了现有的SSL方法，而且超越了监督转移学习。源代码将公开可供社区培训更大的语料库。
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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。
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