Unsupervised object discovery aims to localize objects in images, while removing the dependence on annotations required by most deep learning-based methods. To address this problem, we propose a fully unsupervised, bottom-up approach, for multiple objects discovery. The proposed approach is a two-stage framework. First, instances of object parts are segmented by using the intra-image similarity between self-supervised local features. The second step merges and filters the object parts to form complete object instances. The latter is performed by two CNN models that capture semantic information on objects from the entire dataset. We demonstrate that the pseudo-labels generated by our method provide a better precision-recall trade-off than existing single and multiple objects discovery methods. In particular, we provide state-of-the-art results for both unsupervised class-agnostic object detection and unsupervised image segmentation.

在本文中，我们表明，自我监督的功能学习的最新进展使无监督的对象发现和语义细分，其性能与10年前的监督语义分割相匹配。我们提出了一种基于无监督的显着性掩码和自我监督的特征聚类的方法，以启动对象发现，然后在伪标签上训练语义分割网络，以在带有多个对象的图像上引导系统。我们介绍了Pascal VOC的结果，该结果远远超出了当前的最新状态（47.3 MIOU），我们首次在整个81个类别中向COCO上首次报告结果：我们的方法发现了34个类别，价格超过20美元\％$ iou，同时获得所有81个类别的平均值为19.6。

Recent advances in self-supervised visual representation learning have paved the way for unsupervised methods tackling tasks such as object discovery and instance segmentation. However, discovering objects in an image with no supervision is a very hard task; what are the desired objects, when to separate them into parts, how many are there, and of what classes? The answers to these questions depend on the tasks and datasets of evaluation. In this work, we take a different approach and propose to look for the background instead. This way, the salient objects emerge as a by-product without any strong assumption on what an object should be. We propose FOUND, a simple model made of a single $conv1\times1$ initialized with coarse background masks extracted from self-supervised patch-based representations. After fast training and refining these seed masks, the model reaches state-of-the-art results on unsupervised saliency detection and object discovery benchmarks. Moreover, we show that our approach yields good results in the unsupervised semantic segmentation retrieval task. The code to reproduce our results is available at https://github.com/valeoai/FOUND.

无监督语义分割的任务旨在将像素聚集到语义上有意义的群体中。具体而言，分配给同一群集的像素应共享高级语义属性，例如其对象或零件类别。本文介绍了MaskDistill：基于三个关键想法的无监督语义细分的新颖框架。首先，我们提倡一种数据驱动的策略，以生成对象掩模作为语义分割事先的像素分组。这种方法省略了手工制作的先验，这些先验通常是为特定场景组成而设计的，并限制了竞争框架的适用性。其次，MaskDistill将对象掩盖簇簇以获取伪地真相，以训练初始对象分割模型。第三，我们利用此模型过滤出低质量的对象掩模。这种策略减轻了我们像素分组中的噪声，并导致了我们用来训练最终分割模型的干净掩模集合。通过组合这些组件，我们可以大大优于以前的作品，用于对Pascal（+11％MIOU）和COCO（+4％Mask AP50）进行无监督的语义分割。有趣的是，与现有方法相反，我们的框架不在低级图像提示上，也不限于以对象为中心的数据集。代码和型号将提供。

在本文中，我们描述了一种基于图的算法，该算法使用自我监管的变压器获得的功能来检测图像和视频中的显着对象。使用这种方法，将构成图像或视频的图像贴片组织成一个完全连接的图，其中每对贴片之间的边缘使用变压器学到的功能在补丁之间标记为相似性得分。然后将显着物体的检测和分割作为图形问题配制，并使用经典的归一化切割算法解决。尽管这种方法很简单，但它仍可以在几个常见的图像和视频检测和分割任务上实现最新结果。对于无监督的对象发现，当使用VOC07，VOC12和COCO20K数据集进行测试时，这种方法的优于竞争方法的差距分别为6.1％，5.7％和2.6％。对于图像中无监督的显着性检测任务，此方法将联合（IOU）的交叉分数提高了4.4％，5.6％和5.2％。与当前最新技术相比，与ECSD，DUTS和DUT-OMRON数据集进行测试时。该方法还通过戴维斯，SEGTV2和FBMS数据集为无监督的视频对象分割任务实现了竞争结果。

对无监督对象发现的现有方法（UOD）不会向大大扩展到大型数据集，而不会损害其性能的近似。我们提出了一种新颖的UOD作为排名问题的制定，适用于可用于特征值问题和链接分析的分布式方法的阿森纳。通过使用自我监督功能，我们还展示了UOD的第一个有效的完全无监督的管道。对Coco和OpenImages的广泛实验表明，在每个图像中寻求单个突出对象的单对象发现设置中，所提出的LOD（大规模对象发现）方法与之相当于或更好地中型数据集的艺术（最多120K图像），比能够缩放到1.7M图像的唯一其他算法超过37％。在每个图像中寻求多个对象的多对象发现设置中，所提出的LOD平均精度（AP）比所有其他用于从20K到1.7M图像的数据的方法更好。使用自我监督功能，我们还表明该方法在OpenImages上获得最先进的UOD性能。我们的代码在HTTPS://github.com/huyvvo/lod上公开提供。

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

什么构成一个物体？这是计算机愿景中的长期问题。为了实现这一目标，已经开发了许多基于学习的基于学习的方法来得分对象。但是，它们通常不会划过新域和未经看不见的对象。在本文中，我们倡导现有方法缺乏由人类可理解的语义管理的自上而下的监督信号。为了弥合这一差距，我们探索了已经用对齐的图像文本对培训的多模态视觉变压器（MVIT）。我们对各个域和新型对象的广泛实验显示了MVITS的最先进的性能，以使图像中的通用对象本地化。基于这些发现，我们使用多尺度特征处理和可变形的自我关注来开发一种高效且灵活的MVIT架构，可以自适应地生成给定特定语言查询的提议。我们展示了MVIT提案在各种应用中的重要性，包括开放世界对象检测，突出和伪装对象检测，监督和自我监督的检测任务。此外，MVITS提供了具有可理解文本查询的增强的交互性。代码：https://git.io/j1hpy。

弱监督的实例分割（WSIS）被认为是比虚弱的语义细分（WSSS）更具挑战性的任务。与WSSS相比，WSIS需要实例的本地化，这很难从图像级标签中提取。为了解决问题，大多数WSIS方法都使用实例或对象级标签需要预先训练的现成提案技术，偏离完全图像级监督设置的基本定义。在本文中，我们提出了一种新的方法，包括两种创新组件。首先，我们提出了一种语义知识转移，通过将WSSS的知识转移到WSIS来获取伪实例标签，同时消除了对现货附加提案的需求。其次，我们提出了一种自我细化方法，可以在自我监督方案中优化伪实例标签，并以在线方式使用精制标签进行培训。在这里，我们发现伪实例标签中缺失的实例被分类为背景类的缺失实例发生了错误的现象。这种语义漂移发生了背景和实例在训练中的混淆，因此降低了分割性能。我们将此问题术语作为语义漂移问题，并表明我们所提出的自我细化方法消除了语义漂移问题。对Pascal VOC 2012和Coco的广泛实验证明了我们的方法的有效性，并且在没有现成的提案技术的情况下实现了相当大的表现。代码即将推出。

深度学习的快速发展在分割方面取得了长足的进步，这是计算机视觉的基本任务之一。但是，当前的细分算法主要取决于像素级注释的可用性，这些注释通常昂贵，乏味且费力。为了减轻这一负担，过去几年见证了越来越多的关注，以建立标签高效，深度学习的细分算法。本文对标签有效的细分方法进行了全面的审查。为此，我们首先根据不同类型的弱标签提供的监督（包括没有监督，粗略监督，不完整的监督和嘈杂的监督和嘈杂的监督），首先开发出一种分类法来组织这些方法，并通过细分类型（包括语义细分）补充，实例分割和全景分割）。接下来，我们从统一的角度总结了现有的标签有效的细分方法，该方法讨论了一个重要的问题：如何弥合弱监督和密集预测之间的差距 - 当前的方法主要基于启发式先导，例如交叉像素相似性，跨标签约束，跨视图一致性，跨图像关系等。最后，我们分享了对标签有效深层细分的未来研究方向的看法。

自我监督学习的进步带来了强大的一般图像表示学习方法。到目前为止，它主要集中在图像级学习上。反过来，诸如无监督图像细分之类的任务并没有从这种趋势中受益，因为它们需要空间多样性的表示。但是，学习密集的表示具有挑战性，因为在无监督的环境中，尚不清楚如何指导模型学习与各种潜在对象类别相对应的表示形式。在本文中，我们认为对物体部分的自我监督学习是解决此问题的方法。对象部分是可以推广的：它们是独立于对象定义的先验性，但可以分组以形成对象后验。为此，我们利用最近提出的视觉变压器参与对象的能力，并将其与空间密集的聚类任务相结合，以微调空间令牌。我们的方法超过了三个语义分割基准的最新方法，提高了17％-3％，表明我们的表示在各种对象定义下都是用途广泛的。最后，我们将其扩展到完全无监督的分割 - 即使在测试时间也可以完全避免使用标签信息 - 并证明了一种基于社区检测的自动合并发现的对象零件的简单方法可产生可观的收益。

弱监督的对象检测（WSOD）是一项任务，可使用仅在图像级注释上训练的模型来检测图像中的对象。当前的最新模型受益于自我监督的实例级别的监督，但是由于弱监督不包括计数或位置信息，因此最常见的``Argmax''标签方法通常忽略了许多对象实例。为了减轻此问题，我们提出了一种新颖的多个实例标记方法，称为对象发现。我们进一步在弱监督下引入了新的对比损失，在该监督下，没有实例级信息可用于采样，称为弱监督对比损失（WSCL）。WSCL旨在通过利用一致的功能来嵌入同一类中的向量来构建对象发现的可靠相似性阈值。结果，我们在2014年和2017年MS-Coco以及Pascal VOC 2012上取得了新的最新结果，并在Pascal VOC 2007上取得了竞争成果。

半弱监督和监督的学习最近在对象检测文献中引起了很大的关注，因为它们可以减轻成功训练深度学习模型所需的注释成本。半监督学习的最先进方法依赖于使用多阶段过程训练的学生老师模型，并大量数据增强。为弱监督的设置开发了自定义网络，因此很难适应不同的检测器。在本文中，引入了一种弱半监督的训练方法，以减少这些训练挑战，但通过仅利用一小部分全标记的图像，并在弱标记图像中提供信息来实现最先进的性能。特别是，我们基于通用抽样的学习策略以在线方式产生伪基真实（GT）边界框注释，消除了对多阶段培训的需求和学生教师网络配置。这些伪GT框是根据通过得分传播过程累积的对象建议的分类得分从弱标记的图像中采样的。 PASCAL VOC数据集的经验结果表明，使用VOC 2007作为完全标记的拟议方法可提高性能5.0％，而VOC 2012作为弱标记数据。同样，有了5-10％的完全注释的图像，我们观察到MAP中的10％以上的改善，表明对图像级注释的适度投资可以大大改善检测性能。

We tackle the problem of novel class discovery and localization (NCDL). In this setting, we assume a source dataset with supervision for only some object classes. Instances of other classes need to be discovered, classified, and localized automatically based on visual similarity without any human supervision. To tackle NCDL, we propose a two-stage object detection network Region-based NCDL (RNCDL) that uses a region proposal network to localize regions of interest (RoIs). We then train our network to learn to classify each RoI, either as one of the known classes, seen in the source dataset, or one of the novel classes, with a long-tail distribution constraint on the class assignments, reflecting the natural frequency of classes in the real world. By training our detection network with this objective in an end-to-end manner, it learns to classify all region proposals for a large variety of classes, including those not part of the labeled object class vocabulary. Our experiments conducted using COCO and LVIS datasets reveal that our method is significantly more effective than multi-stage pipelines that rely on traditional clustering algorithms. Furthermore, we demonstrate the generality of our approach by applying our method to a large-scale Visual Genome dataset, where our network successfully learns to detect various semantic classes without direct supervision.

自我监督学习（SSL）的承诺是利用大量未标记的数据来解决复杂的任务。尽管简单，图像级学习取得了出色的进步，但最新方法显示出包括图像结构知识的优势。但是，通过引入手工制作的图像分割来定义感兴趣的区域或专门的增强策略，这些方法牺牲了使SSL如此强大的简单性和通用性。取而代之的是，我们提出了一个自我监督的学习范式，该学习范式本身会发现这种图像结构。我们的方法，ODIN，夫妻对象发现和表示网络，以发现有意义的图像分割，而无需任何监督。由此产生的学习范式更简单，更易碎，更一般，并且取得了最先进的转移学习结果，以进行对象检测和实例对可可的细分，以及对Pascal和CityScapes的语义细分，同时超过监督的预先培训，用于戴维斯的视频细分。

最近对物体检测的自我监督预防方法在很大程度上专注于预先绘制物体探测器的骨干，忽略了检测架构的关键部分。相反，我们介绍了DetReg，这是一种新的自我监督方法，用于预先列出整个对象检测网络，包括对象本地化和嵌入组件。在预先绘制期间，DetReg预测对象本地化以与无监督区域提议生成器匹配本地化，并同时将相应的特征嵌入与自我监控图像编码器的嵌入式对齐。我们使用DETR系列探测器实施DetReg，并显示它在Coco，Pascal VOC和空中客车船基准上的Fineetuned时改善了竞争性基线。在低数据制度中，包括半监督和几秒钟学习设置，DetReg建立了许多最先进的结果，例如，在Coco上，我们看到10次检测和+3.5的AP改进A +6.0 AP改进当培训只有1％的标签时。对于代码和预用模型，请访问https://amirbar.net/detreg的项目页面

Image segmentation is a fundamental task in computer vision. Data annotation for training supervised methods can be labor-intensive, motivating unsupervised methods. Some existing approaches extract deep features from pre-trained networks and build a graph to apply classical clustering methods (e.g., $k$-means and normalized-cuts) as a post-processing stage. These techniques reduce the high-dimensional information encoded in the features to pair-wise scalar affinities. In this work, we replace classical clustering algorithms with a lightweight Graph Neural Network (GNN) trained to achieve the same clustering objective function. However, in contrast to existing approaches, we feed the GNN not only the pair-wise affinities between local image features but also the raw features themselves. Maintaining this connection between the raw feature and the clustering goal allows to perform part semantic segmentation implicitly, without requiring additional post-processing steps. We demonstrate how classical clustering objectives can be formulated as self-supervised loss functions for training our image segmentation GNN. Additionally, we use the Correlation-Clustering (CC) objective to perform clustering without defining the number of clusters ($k$-less clustering). We apply the proposed method for object localization, segmentation, and semantic part segmentation tasks, surpassing state-of-the-art performance on multiple benchmarks.

Deep learning has attained remarkable success in many 3D visual recognition tasks, including shape classification, object detection, and semantic segmentation. However, many of these results rely on manually collecting densely annotated real-world 3D data, which is highly time-consuming and expensive to obtain, limiting the scalability of 3D recognition tasks. Thus, we study unsupervised 3D recognition and propose a Self-supervised-Self-Labeled 3D Recognition (SL3D) framework. SL3D simultaneously solves two coupled objectives, i.e., clustering and learning feature representation to generate pseudo-labeled data for unsupervised 3D recognition. SL3D is a generic framework and can be applied to solve different 3D recognition tasks, including classification, object detection, and semantic segmentation. Extensive experiments demonstrate its effectiveness. Code is available at https://github.com/fcendra/sl3d.

Semantic labelling and instance segmentation are two tasks that require particularly costly annotations. Starting from weak supervision in the form of bounding box detection annotations, we propose a new approach that does not require modification of the segmentation training procedure. We show that when carefully designing the input labels from given bounding boxes, even a single round of training is enough to improve over previously reported weakly supervised results. Overall, our weak supervision approach reaches ∼ 95% of the quality of the fully supervised model, both for semantic labelling and instance segmentation.

无监督的语义分割旨在在没有手动注释的情况下获得高级视觉功能的高级语义表示。大多数现有方法是基于其视觉提示或某些预定义规则尝试将像素分组为区域的自下而上的方法。因此，在具有多个对象的复杂场景和共享类似的视觉外观的某些对象时，这些自下而上的方法难以产生细粒度的语义分割。相比之下，我们提出了一个在极其复杂的情景中的细粒度分割的第一个自上而下的无监督语义分割框架。具体而言，我们首先以自我监督的学习方式从大规模视觉数据中获得丰富的高级结构化语义概念信息，并在发现目标数据集中呈现的潜在语义类别之前使用此类信息。其次，通过计算关于某些发现的语义表示的类激活地图（CAM）来计算发现的高电平语义类别以映射到低级像素特征。最后，所获得的凸轮用作伪标签，以培训分割模块并产生最终的语义分割。多个语义分割基准测试的实验结果表明，我们的自上而下的无监督分割对于对象为中心和以场景为中心的数据集，在不同的语义粒度水平下，并且优于所有最新的最先进的自下而上方法。我们的代码可用于\ URL {https://github.com/damo-cv/transfgugu}。