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）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.

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。

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，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％。

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）。

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％。

平均老师（MT）方案在半监督对象检测（SSOD）中被广泛采用。在MT中，通过手工制作的标签分配，采用了由教师的最终预测（例如，在无最大抑制（NMS）后处理之后）提供的稀疏伪标签（例如，在无最大抑制（NMS）后处理）。但是，稀疏到密集的范式使SSOD的管道复杂化，同时忽略了强大的直接，密集的教师监督。在本文中，我们试图直接利用教师的密集指导来监督学生培训，即密集至密集的范式。具体而言，我们建议逆NMS聚类（INC）和等级匹配（RM），以实例化密集的监督，而无需广泛使用的常规稀疏伪标签。 Inc带领学生像老师一样将候选箱子分组为NMS中的群集，这是通过学习在NMS过程中揭示的分组信息来实现的。在通过Inc获得了与教师相同的分组计划后，学生通过排名匹配进一步模仿了教师与聚类候选人的排名分配。借助拟议的Inc和RM，我们将密集的教师指导集成到半监督的对象检测（称为DTG-SSOD）中，成功地放弃了稀疏的伪标签，并在未标记的数据上提供了更有信息的学习。在可可基准上，我们的DTG-SSOD在各种标签率下实现了最先进的性能。例如，在10％的标签率下，DTG-SSOD将监督的基线从26.9提高到35.9地图，使以前的最佳方法软教师的表现优于1.9分。

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）在将学习表征从大型模型（教师）转移到小型模型（学生）方面表现出非常有希望的能力。但是，随着学生和教师之间的容量差距变得更大，现有的KD方法无法获得更好的结果。我们的工作表明，“先验知识”对KD至关重要，尤其是在应用大型老师时。特别是，我们提出了动态的先验知识（DPK），该知识将教师特征的一部分作为特征蒸馏之前的先验知识。这意味着我们的方法还将教师的功能视为“输入”，而不仅仅是``目标''。此外，我们根据特征差距动态调整训练阶段的先验知识比率，从而引导学生在适当的困难中。为了评估所提出的方法，我们对两个图像分类基准（即CIFAR100和Imagenet）和一个对象检测基准（即MS Coco）进行了广泛的实验。结果表明，在不同的设置下，我们方法在性能方面具有优势。更重要的是，我们的DPK使学生模型的表现与教师模型的表现呈正相关，这意味着我们可以通过应用更大的教师进一步提高学生的准确性。我们的代码将公开用于可重复性。

复杂的水下环境为物体检测带来了新的挑战，例如未平衡的光条件，低对比度，阻塞和水生生物的模仿。在这种情况下，水下相机捕获的物体将变得模糊，并且通用探测器通常会在这些模糊的物体上失败。这项工作旨在从两个角度解决问题：不确定性建模和艰难的例子采矿。我们提出了一个名为Boosting R-CNN的两阶段水下检测器，该检测器包括三个关键组件。首先，提出了一个名为RetinArpn的新区域建议网络，该网络提供了高质量的建议，并考虑了对象和IOU预测，以确定对象事先概率的不确定性。其次，引入了概率推理管道，以结合第一阶段的先验不确定性和第二阶段分类评分，以模拟最终检测分数。最后，我们提出了一种名为Boosting Reweighting的新的硬示例挖掘方法。具体而言，当区域提案网络误认为样品的对象的事先概率时，提高重新加权将在训练过程中增加R-CNN头部样品的分类损失，同时减少具有准确估计的先验的简易样品丢失。因此，可以在第二阶段获得强大的检测头。在推理阶段，R-CNN具有纠正第一阶段的误差以提高性能的能力。在两个水下数据集和两个通用对象检测数据集上进行的全面实验证明了我们方法的有效性和鲁棒性。

在本文中，我们在半监督对象检测（SSOD）中深入研究了两种关键技术，即伪标记和一致性训练。我们观察到，目前，这两种技术忽略了对象检测的一些重要特性，从而阻碍了对未标记数据的有效学习。具体而言，对于伪标记，现有作品仅关注分类得分，但不能保证伪框的本地化精度；为了保持一致性训练，广泛采用的随机训练只考虑了标签级的一致性，但错过了功能级别的训练，这在确保尺度不变性方面也起着重要作用。为了解决嘈杂的伪箱所产生的问题，我们设计了包括预测引导的标签分配（PLA）和正面验证一致性投票（PCV）的嘈杂伪盒学习（NPL）。 PLA依赖于模型预测来分配标签，并使甚至粗糙的伪框都具有鲁棒性。 PCV利用积极建议的回归一致性来反映伪盒的本地化质量。此外，在一致性训练中，我们提出了包括标签和特征水平一致性的机制的多视图尺度不变学习（MSL），其中通过将两个图像之间的移动特征金字塔对准具有相同内容但变化量表的变化来实现特征一致性。在可可基准测试上，我们的方法称为伪标签和一致性训练（PSECO），分别以2.0、1.8、2.0分的1％，5％和10％的标签比优于SOTA（软教师）。它还显着提高了SSOD的学习效率，例如，PSECO将SOTA方法的训练时间减半，但实现了更好的性能。代码可从https://github.com/ligang-cs/pseco获得。

航空图像中的微小对象检测（TOD）是具有挑战性的，因为一个小物体只包含几个像素。最先进的对象探测器由于缺乏判别特征的监督而无法为微小对象提供令人满意的结果。我们的主要观察结果是，联合度量（IOU）及其扩展的相交对微小物体的位置偏差非常敏感，这在基于锚固的探测器中使用时会大大恶化标签分配的质量。为了解决这个问题，我们提出了一种新的评估度量标准，称为标准化的Wasserstein距离（NWD）和一个新的基于排名的分配（RKA）策略，以进行微小对象检测。提出的NWD-RKA策略可以轻松地嵌入到各种基于锚的探测器中，以取代标准的基于阈值的检测器，从而大大改善了标签分配并为网络培训提供了足够的监督信息。在四个数据集中测试，NWD-RKA可以始终如一地提高微小的对象检测性能。此外，在空中图像（AI-TOD）数据集中观察到显着的嘈杂标签，我们有动力将其重新标记并释放AI-TOD-V2及其相应的基准。在AI-TOD-V2中，丢失的注释和位置错误问题得到了大大减轻，从而促进了更可靠的培训和验证过程。将NWD-RKA嵌入探测器中，检测性能比AI-TOD-V2上的最先进竞争对手提高了4.3个AP点。数据集，代码和更多可视化可在以下网址提供：https：//chasel-tsui.g​​ithub.io/ai/ai-tod-v2/

知识蒸馏已成功地应用于各种任务。当前的蒸馏算法通常通过模仿教师的产出来改善学生的表现。本文表明，教师还可以通过指导学生的功能恢复来提高学生的代表权。从这个角度来看，我们提出了掩盖的生成蒸馏（MGD），这很简单：我们掩盖了学生功能的随机像素，并强迫它通过简单的块生成教师的完整功能。 MGD是一种真正的基于特征的蒸馏方法，可用于各种任务，包括图像分类，对象检测，语义分割和实例分割。我们在具有广泛数据集的不同模型上进行了实验，结果表明所有学生都取得了出色的改进。值得注意的是，我们将RESNET-18从69.90％提高到71.69％的Imagenet Top-1精度，带有Resnet-50骨架的视网膜从37.4到41.0界盒映射，基于Resnet-50的独奏从33.1到33.1至36.2 Mask Map和DeepLabV3， 18从73.20到76.02 miou。我们的代码可在https://github.com/yzd-v/mgd上找到。

来自LIDAR或相机传感器的3D对象检测任务对于自动驾驶至关重要。先锋尝试多模式融合的尝试补充了稀疏的激光雷达点云，其中包括图像的丰富语义纹理信息，以额外的网络设计和开销为代价。在这项工作中，我们提出了一个名为SPNET的新型语义传递框架，以通过丰富的上下文绘画的指导来提高现有基于激光雷达的3D检测模型的性能，在推理过程中没有额外的计算成本。我们的关键设计是首先通过训练语义绘制的教师模型来利用地面真实标签中潜在的指导性语义知识，然后引导纯LIDAR网络通过不同的粒度传播模块来学习语义绘制的表示：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类：类别：类别：类别：类别：类别：类别：类别： - 通过，像素的传递和实例传递。实验结果表明，所提出的SPNET可以与大多数现有的3D检测框架无缝合作，其中AP增益为1〜5％，甚至在KITTI测试基准上实现了新的最新3D检测性能。代码可在以下网址获得：https：//github.com/jb892/sp​​net。

迄今为止，最强大的半监督对象检测器（SS-OD）基于伪盒，该盒子需要一系列带有微调超参数的后处理。在这项工作中，我们建议用稀疏的伪盒子以伪造的伪标签形式取代稀疏的伪盒。与伪盒相比，我们的密集伪标签（DPL）不涉及任何后处理方法，因此保留了更丰富的信息。我们还引入了一种区域选择技术，以突出关键信息，同时抑制密集标签所携带的噪声。我们将利用DPL作为密集老师的拟议的SS-OD算法命名。在可可和VOC上，密集的老师在各种环境下与基于伪盒的方法相比表现出卓越的表现。

Despite significant accuracy improvement in convolutional neural networks (CNN) based object detectors, they often require prohibitive runtimes to process an image for real-time applications. State-of-the-art models often use very deep networks with a large number of floating point operations. Efforts such as model compression learn compact models with fewer number of parameters, but with much reduced accuracy. In this work, we propose a new framework to learn compact and fast object detection networks with improved accuracy using knowledge distillation [20] and hint learning [34]. Although knowledge distillation has demonstrated excellent improvements for simpler classification setups, the complexity of detection poses new challenges in the form of regression, region proposals and less voluminous labels. We address this through several innovations such as a weighted cross-entropy loss to address class imbalance, a teacher bounded loss to handle the regression component and adaptation layers to better learn from intermediate teacher distributions. We conduct comprehensive empirical evaluation with different distillation configurations over multiple datasets including PASCAL, KITTI, ILSVRC and MS-COCO. Our results show consistent improvement in accuracy-speed trade-offs for modern multi-class detection models.