高光谱图像(HSI)分类一直是决定的热门话题,因为高光谱图像具有丰富的空间和光谱信息,并为区分不同的土地覆盖物体提供了有力的基础。从深度学习技术的发展中受益,基于深度学习的HSI分类方法已实现了有希望的表现。最近,已经提出了一些用于HSI分类的神经架构搜索(NAS)算法,这将HSI分类的准确性进一步提高到了新的水平。在本文中,NAS和变压器首次合并用于处理HSI分类任务。与以前的工作相比,提出的方法有两个主要差异。首先,我们重新访问了先前的HSI分类NAS方法中设计的搜索空间,并提出了一个新型的混合搜索空间,该搜索空间由空间主导的细胞和频谱主导的单元组成。与以前的工作中提出的搜索空间相比,所提出的混合搜索空间与HSI数据的特征更加一致,即HSIS具有相对较低的空间分辨率和非常高的光谱分辨率。其次,为了进一步提高分类准确性,我们尝试将新兴变压器模块移植到自动设计的卷积神经网络(CNN)上,以将全局信息添加到CNN学到的局部区域的特征中。三个公共HSI数据集的实验结果表明,所提出的方法的性能要比比较方法更好,包括手动设计的网络和基于NAS的HSI分类方法。特别是在最近被捕获的休斯顿大学数据集中,总体准确性提高了近6个百分点。代码可在以下网址获得:https://github.com/cecilia-xue/hyt-nas。
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最近,已经成功地应用于各种遥感图像(RSI)识别任务的大量基于深度学习的方法。然而,RSI字段中深度学习方法的大多数现有进步严重依赖于手动设计的骨干网络提取的特征,这严重阻碍了由于RSI的复杂性以及先前知识的限制而受到深度学习模型的潜力。在本文中,我们研究了RSI识别任务中的骨干架构的新设计范式,包括场景分类,陆地覆盖分类和对象检测。提出了一种基于权重共享策略和进化算法的一拍架构搜索框架,称为RSBNet,其中包括三个阶段:首先,在层面搜索空间中构造的超空网是在自组装的大型中预先磨削 - 基于集合单路径培训策略进行缩放RSI数据集。接下来,预先培训的SuperNet通过可切换识别模块配备不同的识别头,并分别在目标数据集上进行微调,以获取特定于任务特定的超网络。最后,我们根据没有任何网络训练的进化算法,搜索最佳骨干架构进行不同识别任务。对于不同识别任务的五个基准数据集进行了广泛的实验,结果显示了所提出的搜索范例的有效性,并证明搜索后的骨干能够灵活地调整不同的RSI识别任务并实现令人印象深刻的性能。
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在过去的十年中,基于深度学习的算法在遥感图像分析的不同领域中广泛流行。最近,最初在自然语言处理中引入的基于变形金刚的体系结构遍布计算机视觉领域,在该字段中,自我发挥的机制已被用作替代流行的卷积操作员来捕获长期依赖性。受到计算机视觉的最新进展的启发,遥感社区还见证了对各种任务的视觉变压器的探索。尽管许多调查都集中在计算机视觉中的变压器上,但据我们所知,我们是第一个对基于遥感中变压器的最新进展进行系统评价的人。我们的调查涵盖了60多种基于变形金刚的60多种方法,用于遥感子方面的不同遥感问题:非常高分辨率(VHR),高光谱(HSI)和合成孔径雷达(SAR)图像。我们通过讨论遥感中变压器的不同挑战和开放问题来结束调查。此外,我们打算在遥感论文中频繁更新和维护最新的变压器,及其各自的代码:https://github.com/virobo-15/transformer-in-in-remote-sensing
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最近,Vision Transformers开始显示出令人印象深刻的结果,这些结果显着超过了基于大卷积的模型。但是,在用于移动或资源约束设备的小型模型的领域中,Convnet在性能和模型复杂性方面仍然具有自己的优势。我们提出了EdgeFormer,这是一种基于Convnet的骨干模型,通过将视觉变压器的优点融合到Convnets中,进一步增强了这些优势。具体而言,我们提出了带有位置嵌入的全球循环卷积(GCC),这是一种轻巧的卷积OP,它具有全球接收场,同时产生位置敏感特征,如本地卷积。我们将GCC和Squeeze-eventation Ops结合在一起,形成像模型块这样的元组合体,该模型块具有像变压器一样的注意机制。上述块可以以插件的方式使用,以替换相关的障碍物或变压器中的相关块。实验结果表明,所提出的EdgeFormer在常见视觉任务和数据集中基于流行的轻巧弯头和基于视觉变压器的模型的性能更好,同时具有更少的参数和更快的推理速度。对于ImagEnet-1K的分类,EdgeFormer以约500万个参数实现78.6%的TOP-1准确性,节省11%的参数和13%的计算成本,但准确性提高了0.2%,并且更快的推理速度(在基于ARM的Rockchip RK3288上)使用移动设备,仅使用0.5倍的参数,但与DEIT相比,准确度为2.7%。在MS-Coco对象检测和Pascal VOC分段任务上,EdgeFormer还显示出更好的性能。代码可从https://github.com/hkzhang91/geformer获得
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随着深度学习技术的快速发展和计算能力的提高,深度学习已广泛应用于高光谱图像(HSI)分类领域。通常,深度学习模型通常包含许多可训练参数,并且需要大量标记的样品来实现最佳性能。然而,关于HSI分类,由于手动标记的难度和耗时的性质,大量标记的样本通常难以获取。因此,许多研究工作侧重于建立一个少数标记样本的HSI分类的深层学习模型。在本文中,我们专注于这一主题,并对相关文献提供系统审查。具体而言,本文的贡献是双重的。首先,相关方法的研究进展根据学习范式分类,包括转移学习,积极学习和少量学习。其次,已经进行了许多具有各种最先进的方法的实验,总结了结果以揭示潜在的研究方向。更重要的是,虽然深度学习模型(通常需要足够的标记样本)和具有少量标记样本的HSI场景之间存在巨大差距,但是通过深度学习融合,可以很好地表征小样本集的问题方法和相关技术,如转移学习和轻量级模型。为了再现性,可以在HTTPS://github.com/shuguoj/hsi-classification中找到纸张中评估的方法的源代码.git。
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自我关注架构被出现为最近提高视力任务表现的最新进步。手动确定自我关注网络的架构依赖于专家的经验,无法自动适应各种场景。同时,神经结构搜索(NAS)显着推出了神经架构的自动设计。因此,需要考虑使用NAS方法自动发现更好的自我关注架构。然而,由于基于细胞的搜索空间统一和缺乏长期内容依赖性,直接使用现有的NAS方法来搜索关注网络是具有挑战性的。为了解决这个问题,我们提出了一种基于全部关注的NAS方法。更具体地,构造阶段明智的搜索空间,其允许为网络的不同层采用各种关注操作。为了提取全局特征,提出了一种使用上下文自动回归来发现全部关注架构的自我监督的搜索算法。为了验证所提出的方法的功效,我们对各种学习任务进行了广泛的实验,包括图像分类,细粒度的图像识别和零拍摄图像检索。经验结果表明,我们的方法能够发现高性能,全面关注架构,同时保证所需的搜索效率。
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深度学习已被广​​泛用于医学图像分割,并且录制了录制了该领域深度学习的成功的大量论文。在本文中,我们使用深层学习技术对医学图像分割的全面主题调查。本文进行了两个原创贡献。首先,与传统调查相比,直接将深度学习的文献分成医学图像分割的文学,并为每组详细介绍了文献,我们根据从粗略到精细的多级结构分类目前流行的文献。其次,本文侧重于监督和弱监督的学习方法,而不包括无监督的方法,因为它们在许多旧调查中引入而且他们目前不受欢迎。对于监督学习方法,我们分析了三个方面的文献:骨干网络的选择,网络块的设计,以及损耗功能的改进。对于虚弱的学习方法,我们根据数据增强,转移学习和交互式分割进行调查文献。与现有调查相比,本调查将文献分类为比例不同,更方便读者了解相关理由,并将引导他们基于深度学习方法思考医学图像分割的适当改进。
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表面缺陷检测是确保工业产品质量的极其至关重要的步骤。如今,基于编码器架构的卷积神经网络(CNN)在各种缺陷检测任务中取得了巨大的成功。然而,由于卷积的内在局部性,它们通常在明确建模长距离相互作用时表现出限制,这对于复杂情况下的像素缺陷检测至关重要,例如杂乱的背景和难以辨认的伪缺陷。最近的变压器尤其擅长学习全球图像依赖性,但对于详细的缺陷位置所需的本地结构信息有限。为了克服上述局限性,我们提出了一个有效的混合变压器体系结构,称为缺陷变压器(faft),用于表面缺陷检测,该检测将CNN和Transferaler纳入统一模型,以协作捕获本地和非本地关系。具体而言,在编码器模块中,首先采用卷积茎块来保留更详细的空间信息。然后,贴片聚合块用于生成具有四个层次结构的多尺度表示形式,每个层次结构之后分别是一系列的feft块,该块分别包括用于本地位置编码的本地位置块,一个轻巧的多功能自我自我 - 注意与良好的计算效率建模多尺度的全球上下文关系,以及用于功能转换和进一步位置信息学习的卷积馈送网络。最后,提出了一个简单但有效的解码器模块,以从编码器中的跳过连接中逐渐恢复空间细节。与其他基于CNN的网络相比,三个数据集上的广泛实验证明了我们方法的优势和效率。
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高光谱(HS)图像的特征在于近似连续的频谱信息,通过捕获微妙的光谱差异来实现材料的精细识别。由于它们出色的局部上下文建模能力,已被证明是HS Image分类中的强大特征提取器的卷积神经网络(CNNS)。但是,由于其固有的网络骨干的限制,CNNS无法挖掘并表示频谱签名的序列属性。为了解决这个问题,我们从与变换器的顺序透视重新考虑HS图像分类,并提出一个名为\ ul {spectralformer}的新型骨干网。除了经典变压器中的带明智的表示之外,Spectralformer能够从HS图像的相邻频带中学习频谱局部序列信息,产生群体方向谱嵌入。更重要的是,为了减少在层面传播过程中丢失有价值信息的可能性,我们通过自适应地学习跨层熔断“软”残留物来传达横向跳过连接以传送从浅层到深层的存储器样组件。值得注意的是,所提出的光谱变压器是一个高度灵活的骨干网络,可以适用于像素和修补程序的输入。我们通过进行广泛的实验评估三个HS数据集上提出的光谱变压器的分类性能,显示了经典变压器的优越性,与最先进的骨干网络相比,实现了显着改进。这项工作的代码将在https://github.com/danfenghong/ieee_tgrs_spectralformer下获得,以便再现性。
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确实,卷积神经网络(CNN)更合适。然而,固定内核大小使传统的CNN太具体,既不灵活也不有利于特征学习,从而影响分类准确性。不同内核大小网络的卷积可以通过捕获更多辨别和相关信息来克服这个问题。鉴于此,所提出的解决方案旨在将3D和2D成立网的核心思想与促进混合方案中的HSIC CNN性能提升。生成的\ Textit {注意融合混合网络}(AFNET)基于三个关注融合的并行混合子网,每个块中的不同内核使用高级功能,以增强最终的地面图。简而言之,AFNET能够选择性地过滤滤除对分类至关重要的辨别特征。与最先进的模型相比,HSI数据集的几次测试为AFNET提供了竞争力的结果。拟议的管道实现,实际上,印度松树的总体准确性为97 \%,博茨瓦纳100 \%,帕尔茨大学,帕维亚中心和萨利纳斯数据集的99 \%。
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哥内克人Sentinel Imagery的纯粹卷的可用性为使用深度学习的大尺度创造了新的土地利用陆地覆盖(Lulc)映射的机会。虽然在这种大型数据集上培训是一个非琐碎的任务。在这项工作中,我们试验Lulc Image分类和基准不同最先进模型的Bigearthnet数据集,包括卷积神经网络,多层感知,视觉变压器,高效导通和宽残余网络(WRN)架构。我们的目标是利用分类准确性,培训时间和推理率。我们提出了一种基于用于网络深度,宽度和输入数据分辨率的WRNS复合缩放的高效导通的框架,以有效地训练和测试不同的模型设置。我们设计一种新颖的缩放WRN架构,增强了有效的通道注意力机制。我们提出的轻量级模型具有较小的培训参数,实现所有19个LULC类的平均F分类准确度达到4.5%,并且验证了我们使用的resnet50最先进的模型速度快两倍作为基线。我们提供超过50种培训的型号,以及我们在多个GPU节点上分布式培训的代码。
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多层erceptron(MLP),作为出现的第一个神经网络结构,是一个大的击中。但是由硬件计算能力和数据集的大小限制,它一旦沉没了数十年。在此期间,我们目睹了从手动特征提取到带有局部接收领域的CNN的范式转变,以及基于自我关注机制的全球接收领域的变换。今年(2021年),随着MLP混合器的推出,MLP已重新进入敏捷,并吸引了计算机视觉界的广泛研究。与传统的MLP进行比较,它变得更深,但改变了完全扁平化以补丁平整的输入。鉴于其高性能和较少的需求对视觉特定的感应偏见,但社区无法帮助奇迹,将MLP,最简单的结构与全球接受领域,但没有关注,成为一个新的电脑视觉范式吗?为了回答这个问题,本调查旨在全面概述视觉深层MLP模型的最新发展。具体而言,我们从微妙的子模块设计到全局网络结构,我们审查了这些视觉深度MLP。我们比较了不同网络设计的接收领域,计算复杂性和其他特性,以便清楚地了解MLP的开发路径。调查表明,MLPS的分辨率灵敏度和计算密度仍未得到解决,纯MLP逐渐发展朝向CNN样。我们建议,目前的数据量和计算能力尚未准备好接受纯的MLP,并且人工视觉指导仍然很重要。最后,我们提供了开放的研究方向和可能的未来作品的分析。我们希望这项努力能够点燃社区的进一步兴趣,并鼓励目前为神经网络进行更好的视觉量身定制设计。
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变形金刚占据了自然语言处理领域,最近影响了计算机视觉区域。在医学图像分析领域中,变压器也已成功应用于全栈临床应用,包括图像合成/重建,注册,分割,检测和诊断。我们的论文旨在促进变压器在医学图像分析领域的认识和应用。具体而言,我们首先概述了内置在变压器和其他基本组件中的注意机制的核心概念。其次,我们回顾了针对医疗图像应用程序量身定制的各种变压器体系结构,并讨论其局限性。在这篇综述中,我们调查了围绕在不同学习范式中使用变压器,提高模型效率及其与其他技术的耦合的关键挑战。我们希望这篇评论可以为读者提供医学图像分析领域的读者的全面图片。
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最近,变压器和多层感知器(MLP)体系结构在各种视觉任务上取得了令人印象深刻的结果。但是,如何有效地结合这些操作员形成高性能混合视觉体系结构仍然是一个挑战。在这项工作中,我们通过提出一种新型的统一体系结构搜索方法来研究卷积,变压器和MLP的可学习组合。我们的方法包含两个关键设计,以实现高性能网络的搜索。首先,我们以统一的形式对截然不同的可搜索运算符进行建模,从而使操作员能够用相同的配置参数进行表征。这样,总体搜索空间规模大大减少,总搜索成本变得负担得起。其次,我们提出上下文感知的倒数采样模块(DSM),以减轻不同类型的操作员之间的差距。我们提出的DSM能够更好地适应不同类型的操作员的功能,这对于识别高性能混合体系结构很重要。最后,我们将可配置的运算符和DSM集成到统一的搜索空间中,并使用基于增强学习的搜索算法进行搜索,以充分探索操作员的最佳组合。为此,我们搜索一个基线网络并扩大规模,以获得一个名为UNINET的模型系列,该模型的准确性和效率比以前的Convnets和Transformers更好。特别是,我们的UNET-B5在ImageNet上获得了84.9%的TOP-1精度,比效应网络-B7和Botnet-T7分别少了44%和55%。通过在Imagenet-21K上进行预处理,我们的UNET-B6获得了87.4%,表现优于SWIN-L,拖鞋少51%,参数减少了41%。代码可在https://github.com/sense-x/uninet上找到。
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过去一年目睹了将变压器模块应用于视力问题的快速发展。虽然一些研究人员已经证明,基于变压器的模型享有有利的拟合数据能力,但仍然越来越多的证据,表明这些模型尤其在训练数据受到限制时遭受过度拟合。本文通过执行逐步操作来提供实证研究,逐步运输基于变压器的模型到基于卷积的模型。我们在过渡过程中获得的结果为改善视觉识别提供了有用的消息。基于这些观察,我们提出了一个名为VIRFormer的新架构,该体系结构从“视觉友好的变压器”中缩写。具有相同的计算复杂度,在想象集分类精度方面,VISFormer占据了基于变压器的基于卷积的模型,并且当模型复杂性较低或训练集较小时,优势变得更加重要。代码可在https://github.com/danczs/visformer中找到。
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人行道表面数据的获取和评估在路面条件评估中起着至关重要的作用。在本文中,提出了一个称为RHA-NET的自动路面裂纹分割的有效端到端网络,以提高路面裂纹分割精度。 RHA-NET是通过将残留块(重阻)和混合注意块集成到编码器架构结构中来构建的。这些重组用于提高RHA-NET提取高级抽象特征的能力。混合注意块旨在融合低级功能和高级功能,以帮助模型专注于正确的频道和裂纹区域,从而提高RHA-NET的功能表现能力。构建并用于训练和评估所提出的模型的图像数据集,其中包含由自设计的移动机器人收集的789个路面裂纹图像。与其他最先进的网络相比,所提出的模型在全面的消融研究中验证了添加残留块和混合注意机制的功能。此外,通过引入深度可分离卷积生成的模型的轻加权版本可以更好地实现性能和更快的处理速度,而U-NET参数数量的1/30。开发的系统可以在嵌入式设备Jetson TX2(25 fps)上实时划分路面裂纹。实时实验拍摄的视频将在https://youtu.be/3xiogk0fig4上发布。
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随着深度学习(DL)的出现,超分辨率(SR)也已成为一个蓬勃发展的研究领域。然而,尽管结果有希望,但该领域仍然面临需要进一步研究的挑战,例如,允许灵活地采样,更有效的损失功能和更好的评估指标。我们根据最近的进步来回顾SR的域,并检查最新模型,例如扩散(DDPM)和基于变压器的SR模型。我们对SR中使用的当代策略进行了批判性讨论,并确定了有前途但未开发的研究方向。我们通过纳入该领域的最新发展,例如不确定性驱动的损失,小波网络,神经体系结构搜索,新颖的归一化方法和最新评估技术来补充先前的调查。我们还为整章中的模型和方法提供了几种可视化,以促进对该领域趋势的全球理解。最终,这篇综述旨在帮助研究人员推动DL应用于SR的界限。
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卷积神经网络(CNNS)成功地进行了压缩图像感测。然而,由于局部性和重量共享的归纳偏差,卷积操作证明了建模远程依赖性的内在限制。变压器,最初作为序列到序列模型设计,在捕获由于基于自我关注的架构而捕获的全局背景中,即使它可以配备有限的本地化能力。本文提出了一种混合框架,一个混合框架,其集成了从CNN提供的借用的优点以及变压器提供的全局上下文,以获得增强的表示学习。所提出的方法是由自适应采样和恢复组成的端到端压缩图像感测方法。在采样模块中,通过学习的采样矩阵测量图像逐块。在重建阶段,将测量投射到双杆中。一个是用于通过卷积建模邻域关系的CNN杆,另一个是用于采用全球自我关注机制的变压器杆。双分支结构是并发,并且本地特征和全局表示在不同的分辨率下融合,以最大化功能的互补性。此外,我们探索一个渐进的战略和基于窗口的变压器块,以降低参数和计算复杂性。实验结果表明了基于专用变压器的架构进行压缩感测的有效性,与不同数据集的最先进方法相比,实现了卓越的性能。
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作为梯度引导的搜索方法,可区分的神经体系结构搜索(飞镖)大大降低了计算成本,并加快了搜索的速度。在飞镖中,将体系结构参数引入候选操作,但是某些配备权重的操作的参数可能在初始阶段训练不好,这会导致候选操作之间的不公平竞争。无重量的操作大量出现,导致性能崩溃现象。此外,在训练超网中将占用许多内存,这会导致内存利用率较低。在本文中,提出了基于通道注意的部分通道连接,以进行可区分的神经体系结构搜索(ADARTS)。一些具有较高权重的通道是通过注意机制选择的,并将其他通道直接与处理的通道接触到操作空间。选择一些具有较高注意力权重的通道可以更好地将重要的功能信息传输到搜索空间中,并大大提高搜索效率和内存利用率。也可以避免由随机选择引起的网络结构的不稳定性。实验结果表明,ADART在CIFAR-10和CIFAR-100上分别达到了2.46%和17.06%的分类错误率。 Adarts可以有效地解决一个问题,即搜索过程中出现过多的跳过连接并获得具有更好性能的网络结构。
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多尺度体系结构和注意力模块在许多基于深度学习的图像脱落方法中都显示出有效性。但是,将这两个组件手动设计和集成到神经网络中需要大量的劳动力和广泛的专业知识。在本文中,高性能多尺度的细心神经体系结构搜索(MANAS)框架是技术开发的。所提出的方法为图像脱落任务的最爱的多个灵活模块制定了新的多尺度注意搜索空间。在搜索空间下,建立了多尺度的细胞,该单元被进一步用于构建功能强大的图像脱落网络。通过基于梯度的搜索算法自动搜索脱毛网络的内部多尺度架构,该算法在某种程度上避免了手动设计的艰巨过程。此外,为了获得强大的图像脱落模型,还提出了一种实用有效的多到一对训练策略,以允许去磨损网络从具有相同背景场景的多个雨天图像中获取足够的背景信息,与此同时,共同优化了包括外部损失,内部损失,建筑正则损失和模型复杂性损失在内的多个损失功能,以实现可靠的损伤性能和可控的模型复杂性。对合成和逼真的雨图像以及下游视觉应用(即反对检测和分割)的广泛实验结果始终证明了我们提出的方法的优越性。
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