多标签少量拍摄图像分类(ML-FSIC)是基于少量训练示例将描述性标签分配给以前的未经看台图像的任务。多标签设置的关键特征是图像通常具有多个标签,该标签通常是指图像的不同区域。当估计原型的基于度量的设置时,重要的是确定哪些区域与哪个标签相关,但训练数据有限使得这一极具挑战性。作为一个解决方案,在本文中,我们建议使用Word Embeddings作为关于标签含义的先前知识的形式。特别地,使用依赖于标签嵌入的关注机制来聚合支持图像的本地特征映射来获得视觉原型。作为一个重要的优势,我们的模型可以在不需要微调任何模型参数的情况下推断出不必要的标签的原型,这证明了其强大的概括能力。 Coco和Pascal VOC的实验还表明,我们的模型大大提高了当前最先进的。
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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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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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少量对象检测(FSOD)是计算机视觉中快速生长的领域。它包括查找给定的一组类的所有出现,只有每个类的少数注释的示例。已经提出了许多方法来解决这一挑战,其中大部分是基于注意机制。然而,各种经典对象检测框架和培训策略使方法之间的性能比较困难。特别是对于基于关注的FSOD方法,比较不同关注机制对性能的影响是费力的。本文旨在填补这种缺点。为此,提出了一种灵活的框架,以允许实施文献中可用的大部分注意技术。要正确介绍这样的框架,首先提供了对现有FSOD方法的详细审查。然后在框架内重新实现一些不同的关注机制,并与固定的所有其他参数进行比较。
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少量对象检测(FSOD)旨在仅使用几个例子来检测对象。如何将最先进的对象探测器适应几个拍摄域保持挑战性。对象提案是现代物体探测器中的关键成分。然而,使用现有方法对于几张拍摄类生成的提案质量远远差,而不是许多拍摄类,例如,由于错误分类或不准确的空间位置而导致的少量拍摄类丢失的框。为了解决嘈杂的提案问题,我们通过联合优化几次提案生成和细粒度的少量提案分类,提出了一种新的Meta学习的FSOD模型。为了提高几张拍摄类的提议生成,我们建议学习基于轻量级的公制学习的原型匹配网络,而不是传统的简单线性对象/非目标分类器,例如,在RPN中使用。我们具有特征融合网络的非线性分类器可以提高鉴别性原型匹配和少拍摄类的提案回忆。为了提高细粒度的少量提案分类,我们提出了一种新的细节特征对准方法,以解决嘈杂的提案和少量拍摄类之间的空间未对准,从而提高了几次对象检测的性能。同时,我们学习一个单独的R-CNN检测头,用于多射击基础类,并表现出维护基础课程知识的强大性能。我们的模型在大多数射击和指标上实现了多个FSOD基准的最先进的性能。
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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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The task of multi-label image recognition is to predict a set of object labels that present in an image. As objects normally co-occur in an image, it is desirable to model the label dependencies to improve the recognition performance. To capture and explore such important dependencies, we propose a multi-label classification model based on Graph Convolutional Network (GCN). The model builds a directed graph over the object labels, where each node (label) is represented by word embeddings of a label, and GCN is learned to map this label graph into a set of inter-dependent object classifiers. These classifiers are applied to the image descriptors extracted by another sub-net, enabling the whole network to be end-to-end trainable. Furthermore, we propose a novel re-weighted scheme to create an effective label correlation matrix to guide information propagation among the nodes in GCN. Experiments on two multi-label image recognition datasets show that our approach obviously outperforms other existing state-of-the-art methods. In addition, visualization analyses reveal that the classifiers learned by our model maintain meaningful semantic topology.
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在过去的几年里,几年枪支学习(FSL)引起了极大的关注,以最大限度地减少标有标记的训练示例的依赖。FSL中固有的困难是处理每个课程的培训样本太少的含糊不清的歧义。为了在FSL中解决这一基本挑战,我们的目标是培训可以利用关于新颖类别的先前语义知识来引导分类器合成过程的元学习模型。特别是,我们提出了语义调节的特征注意力和样本注意机制,估计表示尺寸和培训实例的重要性。我们还研究了FSL的样本噪声问题,以便在更现实和不完美的环境中利用Meta-Meverys。我们的实验结果展示了所提出的语义FSL模型的有效性,而没有样品噪声。
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在新课程训练时,几乎没有射击学习(FSL)方法通常假设具有准确标记的样品的清洁支持集。这个假设通常可能是不现实的:支持集,无论多么小,仍然可能包括标签错误的样本。因此,对标签噪声的鲁棒性对于FSL方法是实用的,但是这个问题令人惊讶地在很大程度上没有探索。为了解决FSL设置中标签错误的样品,我们做出了一些技术贡献。 (1)我们提供了简单而有效的特征聚合方法,改善了流行的FSL技术Protonet使用的原型。 (2)我们描述了一种嘈杂的噪声学习的新型变压器模型(TRANFS)。 TRANFS利用变压器的注意机制称重标记为错误的样品。 (3)最后,我们对迷你胶原和tieredimagenet的嘈杂版本进行了广泛的测试。我们的结果表明,TRANFS与清洁支持集的领先FSL方法相对应,但到目前为止,在存在标签噪声的情况下,它们的表现优于它们。
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即使在几个例子中,人类能够学会识别新物品。相比之下,培训基于深度学习的对象探测器需要大量的注释数据。为避免需求获取和注释这些大量数据,但很少拍摄的对象检测旨在从目标域中的新类别的少数对象实例中学习。在本调查中,我们在几次拍摄对象检测中概述了本领域的状态。我们根据培训方案和建筑布局分类方法。对于每种类型的方法,我们描述了一般的实现以及提高新型类别性能的概念。在适当的情况下,我们在这些概念上给出短暂的外卖,以突出最好的想法。最终,我们介绍了常用的数据集及其评估协议,并分析了报告的基准结果。因此,我们强调了评估中的共同挑战,并确定了这种新兴对象检测领域中最有前景的电流趋势。
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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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Despite the great progress made by deep CNNs in image semantic segmentation, they typically require a large number of densely-annotated images for training and are difficult to generalize to unseen object categories. Few-shot segmentation has thus been developed to learn to perform segmentation from only a few annotated examples. In this paper, we tackle the challenging few-shot segmentation problem from a metric learning perspective and present PANet, a novel prototype alignment network to better utilize the information of the support set. Our PANet learns classspecific prototype representations from a few support images within an embedding space and then performs segmentation over the query images through matching each pixel to the learned prototypes. With non-parametric metric learning, PANet offers high-quality prototypes that are representative for each semantic class and meanwhile discriminative for different classes. Moreover, PANet introduces a prototype alignment regularization between support and query. With this, PANet fully exploits knowledge from the support and provides better generalization on few-shot segmentation. Significantly, our model achieves the mIoU score of 48.1% and 55.7% on PASCAL-5 i for 1-shot and 5-shot settings respectively, surpassing the state-of-the-art method by 1.8% and 8.6%.
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在视觉识别任务中,很少的学习需要在很少的支持示例中学习对象类别的能力。鉴于深度学习的发展,它的重新流行主要是图像分类。这项工作着重于几片语义细分,这仍然是一个未开发的领域。最近的一些进步通常仅限于单级少量分段。在本文中,我们首先介绍了一个新颖的多通道(类)编码和解码体系结构,该体系结构有效地将多尺度查询信息和多类支持信息融合到一个查询支持嵌入中。多级分割直接在此嵌入后解码。为了获得更好的特征融合,在体系结构中提出了多层注意机制,其中包括对支持功能调制的关注和多尺度组合的注意力。最后,为了增强嵌入式空间学习,引入了一个额外的像素度量学习模块,并在输入图像的像素级嵌入式上提出了三重损失。对标准基准Pascal-5i和Coco-20i进行的广泛实验显示了我们方法对最新技术的明显好处
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Metric-based meta-learning is one of the de facto standards in few-shot learning. It composes of representation learning and metrics calculation designs. Previous works construct class representations in different ways, varying from mean output embedding to covariance and distributions. However, using embeddings in space lacks expressivity and cannot capture class information robustly, while statistical complex modeling poses difficulty to metric designs. In this work, we use tensor fields (``areas'') to model classes from the geometrical perspective for few-shot learning. We present a simple and effective method, dubbed hypersphere prototypes (HyperProto), where class information is represented by hyperspheres with dynamic sizes with two sets of learnable parameters: the hypersphere's center and the radius. Extending from points to areas, hyperspheres are much more expressive than embeddings. Moreover, it is more convenient to perform metric-based classification with hypersphere prototypes than statistical modeling, as we only need to calculate the distance from a data point to the surface of the hypersphere. Following this idea, we also develop two variants of prototypes under other measurements. Extensive experiments and analysis on few-shot learning tasks across NLP and CV and comparison with 20+ competitive baselines demonstrate the effectiveness of our approach.
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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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对象检测是计算机视觉和图像处理中的基本任务。基于深度学习的对象探测器非常成功,具有丰富的标记数据。但在现实生活中,它不保证每个对象类别都有足够的标记样本进行培训。当训练数据有限时,这些大型物体探测器易于过度装备。因此,有必要将几次拍摄的学习和零射击学习引入对象检测,这可以将低镜头对象检测命名在一起。低曝光对象检测(LSOD)旨在检测来自少数甚至零标记数据的对象,其分别可以分为几次对象检测(FSOD)和零拍摄对象检测(ZSD)。本文对基于深度学习的FSOD和ZSD进行了全面的调查。首先,本调查将FSOD和ZSD的方法分类为不同的类别,并讨论了它们的利弊。其次,本调查审查了数据集设置和FSOD和ZSD的评估指标,然后分析了在这些基准上的不同方法的性能。最后,本调查讨论了FSOD和ZSD的未来挑战和有希望的方向。
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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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少量对象检测(FSOD)旨在使用少数示例来检测从未见过的对象。通过学习如何在查询图像和少量拍摄类示例之间进行匹配,因此可以通过学习如何匹配来实现最近的改进,使得学习模型可以概括为几滴新颖的类。然而,目前,大多数基于元学习的方法分别在查询图像区域(通常是提议)和新颖类之间执行成对匹配,因此无法考虑它们之间的多个关系。在本文中,我们使用异构图卷积网络提出了一种新颖的FSOD模型。通过具有三种不同类型的边缘的所有提议和类节点之间的有效消息,我们可以获得每个类的上下文感知提案功能和查询 - 自适应,多包子增强型原型表示,这可能有助于促进成对匹配和改进的最终决赛FSOD精度。广泛的实验结果表明,我们所提出的模型表示为QA的Qa-Netwet,优于不同拍摄和评估指标下的Pascal VOC和MSCOCO FSOD基准测试的当前最先进的方法。
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培训语义分割模型需要大量的精细注释数据,使得很难快速适应不满足这种情况的新型类。很少拍摄的分割(FS-SEG)用许多约束来解决这个问题。在本文中,我们介绍了一种新的基准,称为广义的少量语义分割(GFS-SEG),分析了同时分割了具有很少的例子和基本类别的新型类别的泛化能力。第一研究表明,以前的代表性最先进的FS-SEG方法在GFS-SEG中缺乏,并且性能差异主要来自FS-SEG的约束设置。为了制作GFS-SEG易旧的,我们设置了GFS-SEG基线,可以在原始模型上实现不良性能的体现性能。因此,由于上下文对于语义分割是必不可少的,我们提出了显着提高性能的上下文感知原型学习(CAPL)1)利用支持样本的共同发生,以及2)将上下文信息动态地丰富到分类器,对每个查询映像的内容进行调节。两项贡献都是通过实验证明具有实际实际优点的贡献。对Pascal-VOC和Coco的广泛实验表现出CAPL的有效性,CAPL通过实现竞争性能来概括为FS-SEG。代码将公开可用。
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Few-shot segmentation (FSS) aims to segment unseen classes using a few annotated samples. Typically, a prototype representing the foreground class is extracted from annotated support image(s) and is matched to features representing each pixel in the query image. However, models learnt in this way are insufficiently discriminatory, and often produce false positives: misclassifying background pixels as foreground. Some FSS methods try to address this issue by using the background in the support image(s) to help identify the background in the query image. However, the backgrounds of theses images is often quite distinct, and hence, the support image background information is uninformative. This article proposes a method, QSR, that extracts the background from the query image itself, and as a result is better able to discriminate between foreground and background features in the query image. This is achieved by modifying the training process to associate prototypes with class labels including known classes from the training data and latent classes representing unknown background objects. This class information is then used to extract a background prototype from the query image. To successfully associate prototypes with class labels and extract a background prototype that is capable of predicting a mask for the background regions of the image, the machinery for extracting and using foreground prototypes is induced to become more discriminative between different classes. Experiments for both 1-shot and 5-shot FSS on both the PASCAL-5i and COCO-20i datasets demonstrate that the proposed method results in a significant improvement in performance for the baseline methods it is applied to. As QSR operates only during training, these improved results are produced with no extra computational complexity during testing.
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