知识蒸馏在分类中取得了巨大的成功，但是，仍然有挑战性。在用于检测的典型图像中，来自不同位置的表示可能对检测目标具有不同的贡献，使蒸馏难以平衡。在本文中，我们提出了一种有条件的蒸馏框架来蒸馏出所需的知识，即关于每个例子的分类和本地化有益的知识。该框架引入了一种可学习的条件解码模块，其将每个目标实例检索为查询的信息。具体而言，我们将条件信息编码为查询并使用教师的表示作为键。查询和键之间的注意用于测量不同特征的贡献，由本地化识别敏感辅助任务指导。广泛的实验表明了我们的方法的功效：我们在各种环境下观察到令人印象深刻的改进。值得注意的是，在1倍计划下，我们将通过37.4至40.7地图（+3.3）与Reset-50骨架的Restinetet提升。代码已在https://github.com/megvii-research/icd上发布。

在本文中，我们提出了一种用于一般物体检测的第一自蒸馏框架，称为LGD（标签引导自蒸馏）。以前的研究依赖于强大的预酝酿教师，以提供在现实世界方案中可能无法使用的指导知识。相反，我们通过对象之间的关系间和帧间关系建模来生成一个有效的知识，只需要学生表示和常规标签。具体而言，我们的框架涉及稀疏的标签外观编码，对象间关系适应和对象内的知识映射，以获得指导知识。他们在培训阶段共同形成隐式教师，动态依赖标签和不断发展的学生表示。 LGD中的模块与学生检测器的端到端训练，并在推理中丢弃。实验上，LGD在各种探测器，数据集和广泛的任务上获得了体面的结果，如实例分段。例如，在MS-Coco DataSet中，LGD将Reset-50下的REDINENT改善2倍单尺度培训，从36.2％到39.0％地图（+ 2.8％）。它在2倍多尺度培训下使用Resnext-101 DCN V2等FCO的探测器增加了更强大的探测器，从46.1％到47.9％（+ 1.8％）。与古典教师的方法FGFI相比，LGD不仅在不需要佩金的教师而且还可以降低固有的学生学习超出51％的培训成本。

知识蒸馏（KD）目睹了其在物体检测中学习紧凑型号的强大能力。以前的KD方法用于对象检测主要是侧重于模仿仿地区内的深度特征，而不是模仿分类登录，而不是蒸馏定位信息的低效率。在本文中，通过重新制定本地化的知识蒸馏过程，我们提出了一种新的本地化蒸馏（LD）方法，可以有效地将老师的本地化知识转移给学生。此外，我们还启发式介绍了有价值的本地化区域的概念，可以帮助选择性地蒸馏某个地区的语义和本地化知识。第一次结合这两个新组件，我们显示Logit Mimicing可以优于特征模仿和本地化知识蒸馏比蒸馏对象探测器的语义知识更为重要和有效。我们的蒸馏方案简单，有效，可以很容易地应用于不同的致密物体探测器。实验表明，我们的LD可以将GFOCal-Reset-50的AP得分提升，单一规模的1 $ \ Times $培训计划从Coco基准测试中的40.1到42.1，没有任何牺牲品推断速度。我们的源代码和培训的型号在https://github.com/hikaritju/ld公开提供

Previous knowledge distillation (KD) methods for object detection mostly focus on feature imitation instead of mimicking the prediction logits due to its inefficiency in distilling the localization information. In this paper, we investigate whether logit mimicking always lags behind feature imitation. Towards this goal, we first present a novel localization distillation (LD) method which can efficiently transfer the localization knowledge from the teacher to the student. Second, we introduce the concept of valuable localization region that can aid to selectively distill the classification and localization knowledge for a certain region. Combining these two new components, for the first time, we show that logit mimicking can outperform feature imitation and the absence of localization distillation is a critical reason for why logit mimicking underperforms for years. The thorough studies exhibit the great potential of logit mimicking that can significantly alleviate the localization ambiguity, learn robust feature representation, and ease the training difficulty in the early stage. We also provide the theoretical connection between the proposed LD and the classification KD, that they share the equivalent optimization effect. Our distillation scheme is simple as well as effective and can be easily applied to both dense horizontal object detectors and rotated object detectors. Extensive experiments on the MS COCO, PASCAL VOC, and DOTA benchmarks demonstrate that our method can achieve considerable AP improvement without any sacrifice on the inference speed. Our source code and pretrained models are publicly available at https://github.com/HikariTJU/LD.

知识蒸馏已成功应用于图像分类。然而，物体检测更复杂，大多数知识蒸馏方法都失败了。在本文中，我们指出，在物体检测中，教师和学生的特征在不同的区域变化，特别是在前景和背景中。如果我们同样蒸馏它们，则特征图之间的不均匀差异会对蒸馏产生负面影响。因此，我们提出了焦点和全球蒸馏（FGD）。焦蒸馏分离前景和背景，强迫学生专注于教师的临界像素和渠道。全球蒸馏重建了不同像素之间的关系，并将其从教师转移给学生，弥补了局灶性蒸馏中缺失的全球信息。由于我们的方法仅需要计算特征图上的损失，因此FGD可以应用于各种探测器。我们在不同骨干网上进行各种探测器，结果表明，学生探测器实现了优异的地图改进。例如，基于Reset-50基于RecinAnet，更快的RCNN，Reppoints和Mask RCNN，Coco2017上达到40.7％，42.0％，42.0％和42.1％地图，3.3,3.6,3.4和2.9高于基线，分别。我们的代码可在https://github.com/yzd-v/fgd获得。

知识蒸馏（KD）是一种广泛使用的技术，将繁琐的教师模型继承到紧凑的学生模型，从而实现模型压缩和加速度。与图像分类相比，对象检测是一个更复杂的任务，设计特定的KD方法用于对象检测是非微小的。在这项工作中，我们精心研究教师和学生检测模型之间的行为差​​异，并获得了两个有趣的观察：首先，教师和学生对其检测到的候选盒子相得益彰，这导致了它们的精确差异。其次，教师和学生之间的特征响应差异和预测差异之间存在相当大的差距，表明同样模仿老师的所有特征映射是提高学生准确性的次优选。基于这两个观察，我们提出了用于分别蒸馏单级探测器的测量模拟（RM）和预测引导的特征模仿（PFI）。 RM从教师那里夺取候选人盒的等级作为一种新的知识形式，蒸馏，这始终如一地优于传统的软标签蒸馏。 PFI试图将特征差异与预测差异相关，使特征模仿直接有助于提高学生的准确性。在MS Coco和Pascal VOC基准测试中，广泛的实验在不同骨干的各种探测器上进行，以验证我们方法的有效性。具体而言，具有Reset50的RetinAnet在MS Coco中实现了40.4％的图，比其基线高3.5％，并且还优于先前的KD方法。

知识蒸馏（KD）是一种广泛使用的技术，用于训练对象检测中的紧凑模型。但是，仍然缺乏关于如何在异质探测器之间提炼的研究。在本文中，我们从经验上发现，尽管他们的探测头和标签分配不同，但异构教师探测器的更好的FPN功能可以帮助学生。但是，将特征图直接对齐以提炼探测器有两个问题。首先，老师和学生之间的功能幅度差异可能会对学生实施过度严格的限制。其次，来自教师模型的FPN阶段和具有较大特征大小的通道可能会主导蒸馏损失的梯度，这将压倒KD中其他功能的影响并引入大量噪音。为了解决上述问题，我们建议模仿Pearson相关系数的功能，以专注于教师的关系信息，并放宽对功能大小的约束。我们的方法始终优于现有检测方法，并适用于同质和异类的学生教师对。此外，它的收敛速度更快。基于Resnet-50的视网膜和FCO的强大MaskRCNN-SWIN检测器作为教师，在COCO2017上获得了41.5％和43.9％的地图，分别比基线高4.1 \％和4.8％。

对象检测是一项基本的计算机视觉任务，用于在给定图像中loccal和分类对象。大多数最先进的检测方法都利用固定数量的建议作为对象候选物的中间表示，在推理过程中无法适应不同的计算约束。在本文中，我们提出了一种简单而有效的方法，该方法通过生成动态提案以进行对象检测来适应不同的计算资源。我们首先设计一个模块来制作一个基于查询的模型，以便能够使用不同数量的建议进行推断。此外，我们将其扩展到动态模型，以根据输入图像选择建议数量，从而大大降低了计算成本。我们的方法在广泛的检测模型中实现了显着的加速，包括两阶段和基于查询的模型，同时获得相似甚至更好的准确性。

In contrast to fully supervised methods using pixel-wise mask labels, box-supervised instance segmentation takes advantage of simple box annotations, which has recently attracted increasing research attention. This paper presents a novel single-shot instance segmentation approach, namely Box2Mask, which integrates the classical level-set evolution model into deep neural network learning to achieve accurate mask prediction with only bounding box supervision. Specifically, both the input image and its deep features are employed to evolve the level-set curves implicitly, and a local consistency module based on a pixel affinity kernel is used to mine the local context and spatial relations. Two types of single-stage frameworks, i.e., CNN-based and transformer-based frameworks, are developed to empower the level-set evolution for box-supervised instance segmentation, and each framework consists of three essential components: instance-aware decoder, box-level matching assignment and level-set evolution. By minimizing the level-set energy function, the mask map of each instance can be iteratively optimized within its bounding box annotation. The experimental results on five challenging testbeds, covering general scenes, remote sensing, medical and scene text images, demonstrate the outstanding performance of our proposed Box2Mask approach for box-supervised instance segmentation. In particular, with the Swin-Transformer large backbone, our Box2Mask obtains 42.4% mask AP on COCO, which is on par with the recently developed fully mask-supervised methods. The code is available at: https://github.com/LiWentomng/boxlevelset.

近年来，大规模的深层模型取得了巨大的成功，但巨大的计算复杂性和大规模的存储要求使其在资源限制设备中部署它们是一个巨大的挑战。作为模型压缩和加速度方法，知识蒸馏通过从教师探测器转移黑暗知识有效提高了小型模型的性能。然而，大多数基于蒸馏的检测方法主要模仿近边界盒附近的特征，这遭受了两个限制。首先，它们忽略边界盒外面的有益特征。其次，这些方法模仿一些特征，这些特征被教师探测器被错误地被视为背景。为了解决上述问题，我们提出了一种新颖的特征性 - 丰富的评分（FRS）方法，可以选择改善蒸馏过程中的广义可检测性的重要特征。所提出的方法有效地检索边界盒外面的重要特征，并消除边界盒内的有害特征。广泛的实验表明，我们的方法在基于锚和无锚探测器上实现了出色的性能。例如，具有Reset-50的RetinAnet在Coco2017数据集上达到39.7％，甚至超过基于Reset-101的教师检测器38.9％甚至超过0.8％。

主流对象检测器通常由两个子任务组成，包括由两个并行头部实现的分类和回归任务。这种经典的设计范式不可避免地会导致分类得分和本地化质量（IOU）之间的空间分布不一致。因此，本文从知识蒸馏的角度来减轻这种错位。首先，我们观察到，与轻量级学生相比，庞大的老师获得的和谐预测比例更高。基于这个有趣的观察，设计了一种新颖的和谐评分（HS），以估计分类和回归质量的一致性。 HS对两个子任务之间的关系进行建模，并被视为先验知识，以促进学生的和谐预测。其次，这种空间未对准将在提炼特征时会导致选择性区域的选择。为了减轻这个问题，通过灵活平衡分类和回归任务的贡献，提出了一种新颖的任务功能蒸馏（TFD）。最终，HD和TFD构成了所提出的方法，称为任务均衡蒸馏（TBD）。广泛的实验证明了该方法的巨大潜力和概括。具体而言，当配备TBD时，带有Resnet-50的视网膜在可可基准下获得41.0地图，表现优于最近的FGD和FRS。

用于对象检测的常规知识蒸馏（KD）方法主要集中于同质的教师学生探测器。但是，用于部署的轻质检测器的设计通常与高容量探测器显着不同。因此，我们研究了异构教师对之间的KD，以进行广泛的应用。我们观察到，异质KD（异核KD）的核心难度是由于不同优化的方式而导致异质探测器的主链特征之间的显着语义差距。常规的同质KD（HOMO-KD）方法遭受了这种差距的影响，并且很难直接获得异性KD的令人满意的性能。在本文中，我们提出了异助剂蒸馏（Head）框架，利用异质检测头作为助手来指导学生探测器的优化以减少此间隙。在头上，助手是一个额外的探测头，其建筑与学生骨干的老师负责人同质。因此，将异源KD转变为同性恋，从而可以从老师到学生的有效知识转移。此外，当训练有素的教师探测器不可用时，我们将头部扩展到一个无教师的头（TF-Head）框架。与当前检测KD方法相比，我们的方法已取得了显着改善。例如，在MS-COCO数据集上，TF-Head帮助R18视网膜实现33.9 MAP（+2.2），而Head将极限进一步推到36.2 MAP（+4.5）。

在本文中，我们提出了简单的关注机制，我们称之为箱子。它可以实现网格特征之间的空间交互，从感兴趣的框中采样，并提高变压器的学习能力，以获得几个视觉任务。具体而言，我们呈现拳击手，短暂的框变压器，通过从输入特征映射上的参考窗口预测其转换来参加一组框。通过考虑其网格结构，拳击手通过考虑其网格结构来计算这些框的注意力。值得注意的是，Boxer-2D自然有关于其注意模块内容信息的框信息的原因，使其适用于端到端实例检测和分段任务。通过在盒注意模块中旋转的旋转的不变性，Boxer-3D能够从用于3D端到端对象检测的鸟瞰图平面产生识别信息。我们的实验表明，拟议的拳击手-2D在Coco检测中实现了更好的结果，并且在Coco实例分割上具有良好的和高度优化的掩模R-CNN可比性。 Boxer-3D已经为Waymo开放的车辆类别提供了令人信服的性能，而无需任何特定的类优化。代码将被释放。

DETR方法中引入的查询机制正在改变对象检测的范例，最近有许多基于查询的方法获得了强对象检测性能。但是，当前基于查询的检测管道遇到了以下两个问题。首先，需要多阶段解码器来优化随机初始化的对象查询，从而产生较大的计算负担。其次，训练后的查询是固定的，导致不满意的概括能力。为了纠正上述问题，我们在较快的R-CNN框架中提出了通过查询生成网络预测的特征对象查询，并开发了一个功能性的查询R-CNN。可可数据集的广泛实验表明，我们的特征查询R-CNN获得了所有R-CNN探测器的最佳速度准确性权衡，包括最近的最新稀疏R-CNN检测器。该代码可在\ url {https://github.com/hustvl/featurized-queryrcnn}中获得。

Cascade is a classic yet powerful architecture that has boosted performance on various tasks. However, how to introduce cascade to instance segmentation remains an open question. A simple combination of Cascade R-CNN and Mask R-CNN only brings limited gain. In exploring a more effective approach, we find that the key to a successful instance segmentation cascade is to fully leverage the reciprocal relationship between detection and segmentation. In this work, we propose a new framework, Hybrid Task Cascade (HTC), which differs in two important aspects: (1) instead of performing cascaded refinement on these two tasks separately, it interweaves them for a joint multi-stage processing; (2) it adopts a fully convolutional branch to provide spatial context, which can help distinguishing hard foreground from cluttered background. Overall, this framework can learn more discriminative features progressively while integrating complementary features together in each stage. Without bells and whistles, a single HTC obtains 38.4% and 1.5% improvement over a strong Cascade Mask R-CNN baseline on MSCOCO dataset. Moreover, our overall system achieves 48.6 mask AP on the test-challenge split, ranking 1st in the COCO 2018 Challenge Object Detection Task. Code is available at: https://github.com/ open-mmlab/mmdetection.

深度学习方法需要大量的注释数据以优化参数。例如，附加具有准确边界框注释的数据集对于现代对象检测任务至关重要。但是，具有这样的像素准确性的标签是费力且耗时的，并且精心制作的标记程序对于降低人造噪声是必不可少的，涉及注释审查和接受测试。在本文中，我们关注嘈杂的位置注释对对象检测方法的性能的影响，并旨在减少噪声的不利影响。首先，当将噪声引入边界框注释中时，一阶段和两阶段检测器都会在实验上观察到明显的性能降解。例如，我们的合成噪声导致可可测试分裂的FCO探测器的性能从38.9％的AP降低到33.6％的AP，对于更快的R-CNN而言，COCO检测器的性能从38.9％的AP下降到37.8％的AP和33.7％的AP。其次，提出了一种基于贝叶斯过滤器进行预测合奏的自我纠正技术，以更好地利用教师学习范式后的嘈杂位置注释。合成和现实世界情景的实验始终证明了我们方法的有效性，例如，我们的方法将FCOS检测器的降解性能从33.6％的AP提高到可可的35.6％AP。

我们提出了一个令人尴尬的简单点注释方案，以收集弱监督，例如分割。除了边界框外，我们还收集了在每个边界框内均匀采样的一组点的二进制标签。我们表明，为完整的掩模监督开发的现有实例细分模型可以通过我们的方案收集基于点的监督而无缝培训。值得注意的是，接受了可可，Pascal VOC，CityScapes和LVI的面具R-CNN，每个物体只有10个带注释的随机点可实现94％ - 占其完全监督的性能的98％，为弱化的实例细分定下了强大的基线。新点注释方案的速度比注释完整的对象掩码快5倍，使高质量实例分割在实践中更容易访问。受基于点的注释形式的启发，我们提出了对Pointrend实例分割模块的修改。对于每个对象，称为隐式pointrend的新体系结构生成一个函数的参数，该函数可以使最终的点级掩码预测。隐式Pointrend更加简单，并使用单点级掩蔽丢失。我们的实验表明，新模块更适合基于点的监督。

现实世界中的对象检测模型应便宜且准确。知识蒸馏（KD）可以通过利用大型教师模型的有用信息来提高小型，廉价检测模型的准确性。但是，一个关键的挑战是确定老师进行蒸馏产生的最有用的功能。在这项工作中，我们表明，在地面边界框中只有一小部分功能才是老师的高检测性能。基于此，我们提出了预测引导的蒸馏（PGD），该蒸馏将蒸馏放在教师的这些关键预测区域上，并在许多现有的KD基准方面的性能取得了可观的增长。此外，我们建议对关键区域进行自适应加权方案，以平滑其影响力并取得更好的性能。我们提出的方法在各种高级一阶段检测体系中的当前最新KD基准都优于当前的最新KD基线。具体而言，在可可数据集上，我们的方法分别使用RESNET-101和RESNET-50作为教师和学生骨架，在 +3.1％和 +4.6％的AP改进之间达到了AP的改善。在CrowdHuman数据集上，我们还使用这些骨架，在MR和AP上取得了 +3.2％和 +2.0％的提高。我们的代码可在https://github.com/chenhongyiyang/pgd上找到。

两阶段和基于查询的实例分段方法取得了显着的结果。然而，他们的分段面具仍然非常粗糙。在本文中，我们呈现了用于高质量高效的实例分割的掩模转发器。我们的掩模转发器代替常规密集的张量，而不是在常规密集的张量上进行分解，并表示作为Quadtree的图像区域。我们基于变换器的方法仅处理检测到的错误易于树节点，并并行自我纠正其错误。虽然这些稀疏的像素仅构成总数的小比例，但它们对最终掩模质量至关重要。这允许掩模转换器以低计算成本预测高精度的实例掩模。广泛的实验表明，掩模转发器在三个流行的基准上优于当前实例分段方法，显着改善了COCO和BDD100K上的大型+3.0掩模AP的+3.0掩模AP的大余量和CityScapes上的+6.6边界AP。我们的代码和培训的型号将在http://vis.xyz/pub/transfiner提供。

检测变压器已在富含样品的可可数据集上实现了竞争性能。但是，我们显示他们中的大多数人在小型数据集（例如CityScapes）上遭受了大量的性能下降。换句话说，检测变压器通常是渴望数据的。为了解决这个问题，我们通过逐步过渡从数据效率的RCNN变体到代表性的DETR，从经验中分析影响数据效率的因素。经验结果表明，来自本地图像区域的稀疏特征采样可容纳关键。基于此观察结果，我们通过简单地简单地交替如何在跨意义层构建键和价值序列，从而减少现有检测变压器的数据问题，并对原始模型进行最小的修改。此外，我们引入了一种简单而有效的标签增强方法，以提供更丰富的监督并提高数据效率。实验表明，我们的方法可以很容易地应用于不同的检测变压器，并在富含样品和样品的数据集上提高其性能。代码将在\ url {https://github.com/encounter1997/de-detrs}上公开提供。