提出了基于视觉变压器(VLT)的新型场景文本识别器。受NLP领域的Levenshtein Transformer的启发,提出的方法(命名为Levenshtein OCR和Short Levocr)探索了一种自动从裁剪自然图像中自动转录文本内容的替代方法。具体而言,我们将场景文本识别的问题视为迭代序列完善过程。由纯视觉模型产生的初始预测序列被编码并馈送到跨模式变压器中,以与视觉特征相互作用并融合,以逐渐近似地面真理。改进过程是通过两个基本字符级操作完成的:删除和插入,它们是通过模仿学习来学习的,并允许并行解码,动态长度变化和良好的解释性。定量实验清楚地表明,Levocr在标准基准上实现最新性能,定性分析验证了拟议的Levocr算法的有效性和优势。代码将很快发布。
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多年来,场景文本识别(STR)一直是计算机视觉的积极研究主题。为了解决这个具有挑战性的问题,已经提出了许多创新的方法,并将语言知识纳入STR模型最近已成为一个显着的趋势。在这项工作中,我们首先从视觉变压器(VIT)的最新进展中汲取灵感来构建一个概念上简单而强大的视觉str模型,该模型建立在VIT和胜过以前的现场文本识别的先前最新模型,包括纯视觉模型和语言增强方法。为了整合语言知识,我们进一步提出了一种多粒性预测策略,以隐式方式将信息从语言模式注入模型,即NLP中广泛使用的子字表示(BPE和Wordpiece)被引入输出空间,除了传统的字符级别表示外,不采用独立语言模型(LM)。所得的算法(称为MGP-STR)能够将Str的性能包络提高到更高的水平。具体而言,它的平均识别精度在标准基准上达到93.35%。代码将很快发布。
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Scene text spotting is of great importance to the computer vision community due to its wide variety of applications. Recent methods attempt to introduce linguistic knowledge for challenging recognition rather than pure visual classification. However, how to effectively model the linguistic rules in end-to-end deep networks remains a research challenge. In this paper, we argue that the limited capacity of language models comes from 1) implicit language modeling; 2) unidirectional feature representation; and 3) language model with noise input. Correspondingly, we propose an autonomous, bidirectional and iterative ABINet++ for scene text spotting. Firstly, the autonomous suggests enforcing explicitly language modeling by decoupling the recognizer into vision model and language model and blocking gradient flow between both models. Secondly, a novel bidirectional cloze network (BCN) as the language model is proposed based on bidirectional feature representation. Thirdly, we propose an execution manner of iterative correction for the language model which can effectively alleviate the impact of noise input. Finally, to polish ABINet++ in long text recognition, we propose to aggregate horizontal features by embedding Transformer units inside a U-Net, and design a position and content attention module which integrates character order and content to attend to character features precisely. ABINet++ achieves state-of-the-art performance on both scene text recognition and scene text spotting benchmarks, which consistently demonstrates the superiority of our method in various environments especially on low-quality images. Besides, extensive experiments including in English and Chinese also prove that, a text spotter that incorporates our language modeling method can significantly improve its performance both in accuracy and speed compared with commonly used attention-based recognizers.
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通过提供语义来改进字符序列,语言知识对现场文本识别带来了很大的好处。然而,由于语言知识已经单独应用于输出序列,因此之前的方法没有充分利用语义来理解文本识别的视觉线索。本文介绍了一种名为多模态文本识别网络(MITRN)的新方法,其能够实现视觉和语义特征之间的相互作用以获得更好的识别性能。具体地,Matrn识别视觉和语义特征对并将空间信息进行编码为语义特征。基于空间编码,通过参考其他模态的相关特征提高了视觉和语义特征。此外,通过隐藏与训练阶段中的角色相关的视觉线程来刺激基质特征将语义特征组合成视觉特征。我们的实验表明,在具有大边缘的七个基准上实现了最先进的表演,而两个方式的天真组合显示了边缘改善。进一步消融研究证明了我们所提出的组件的有效性。我们的实施将公开提供。
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Scene text recognition (STR) enables computers to recognize and read the text in various real-world scenes. Recent STR models benefit from taking linguistic information in addition to visual cues into consideration. We propose a novel Masked Vision-Language Transformers (MVLT) to capture both the explicit and the implicit linguistic information. Our encoder is a Vision Transformer, and our decoder is a multi-modal Transformer. MVLT is trained in two stages: in the first stage, we design a STR-tailored pretraining method based on a masking strategy; in the second stage, we fine-tune our model and adopt an iterative correction method to improve the performance. MVLT attains superior results compared to state-of-the-art STR models on several benchmarks. Our code and model are available at https://github.com/onealwj/MVLT.
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场景文本识别(str)是图像和文本之间的重要桥梁,吸引了丰富的研究关注。虽然卷积神经网络(CNNS)在此任务中取得了显着的进展,但大多数现有工作都需要额外的模块(上下文建模模块)来帮助CNN捕获全局依赖项来解决归纳偏差并加强文本特征之间的关系。最近,该变压器已被提出作为通过自我关注机制的全球背景建模的有希望的网络,但在应用于识别时主要缺点是效率。我们提出了一个1-D拆分来解决复杂性的挑战,并用变压器编码器替换CNN,以减少对上下文建模模块的需求。此外,最近的方法使用冻结的初始嵌入来指导解码器对文本进行解码,导致精度损失。我们建议使用从变压器编码器中学到的学习学习的可读初始嵌入,使其自适应不同的输入图像。最重要的是,我们介绍了一个新颖的文本识别架构,名为基于变压器的文本识别器,其中包含三个阶段(转换,特征提取和预测)组成的初始嵌入指导(TRIG)。广泛的实验表明,我们的方法可以在文本识别基准上实现最先进的。
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Leveraging the advances of natural language processing, most recent scene text recognizers adopt an encoder-decoder architecture where text images are first converted to representative features and then a sequence of characters via `sequential decoding'. However, scene text images suffer from rich noises of different sources such as complex background and geometric distortions which often confuse the decoder and lead to incorrect alignment of visual features at noisy decoding time steps. This paper presents I2C2W, a novel scene text recognition technique that is tolerant to geometric and photometric degradation by decomposing scene text recognition into two inter-connected tasks. The first task focuses on image-to-character (I2C) mapping which detects a set of character candidates from images based on different alignments of visual features in an non-sequential way. The second task tackles character-to-word (C2W) mapping which recognizes scene text by decoding words from the detected character candidates. The direct learning from character semantics (instead of noisy image features) corrects falsely detected character candidates effectively which improves the final text recognition accuracy greatly. Extensive experiments over nine public datasets show that the proposed I2C2W outperforms the state-of-the-art by large margins for challenging scene text datasets with various curvature and perspective distortions. It also achieves very competitive recognition performance over multiple normal scene text datasets.
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基于关注的编码器 - 解码器框架在现场文本识别中变得流行,主要是由于其在从视觉和语义域集成识别线索方面的优越性。然而,最近的研究表明,这两个线索可能在困难的文本中错位(例如,具有稀有文本形状)并引入诸如角色位置的约束来缓解问题。尽管有一定的成功,但无内容的位置嵌入稳定地与有意义的本地图像区域嵌入。在本文中,我们提出了一种名为多域字符距离感知(MDCDP)的新型模块,以建立视觉和语义相关位置编码。 MDCDP使用位置嵌入在注意机制后查询视觉和语义功能。它自然地编码了位置线索,其描述了字符之间的视觉和语义距离。我们开发一个名为CDISTNET的新型架构,堆叠MDCDP几次以指导精确的距离建模。因此,即使呈现的各种困难,视觉语义对准也很好地建造。我们将CDISTNET应用于两个增强的数据集和六个公共基准。实验表明,CDISTNET实现了最先进的识别准确性。虽然可视化也表明CDISTNET在视觉和语义域中实现了适当的注意本地化。我们将在验收时发布我们的代码。
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在现场文本识别中已经证明了语义信息。大多数现有方法倾向于将视觉和语义信息耦合到基于关注的解码器中。结果,语义特征的学习易于在训练集的有限词汇上具有偏差,这被称为词汇关系。在本文中,我们提出了一种新颖的视觉语义解耦网络(VSDN)来解决问题。我们的VSDN包含一个可视解码器(VD)和语义解码器(SD),以分别学习更纯度的视觉和语义特征表示。此外,语义编码器(SE)设计用于匹配SD,可以通过简单的单词校正任务通过额外的廉价大型词汇进行预先培训。因此,语义特征更加不偏并且精确地引导视觉特征对准并丰富最终字符表示。实验表明,我们的方法在标准基准上实现了最先进的或竞争力的结果,并且在培训集具有小尺寸的词汇量的情况下,在较大的余量下优于流行的基线。
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建模语义信息对于场景文本识别有用。在这项工作中,我们建议与视觉语义变压器(VST)共同模拟语义和视觉信息。 VST首先从具有变压器模块和主视觉语义对齐模块中的视觉特征映射明确地提取主语义信息。然后将语义信息与视觉特征映射(被视为序列)连接以形成伪多域序列,该伪多域序列组合视觉和语义信息,随后将其馈入基于变压器的交互模块,以便能够在视觉和视觉之间学习相互作用语义特征。以这种方式,可以通过语义信息和反之亦然可以增强视觉特征。可视特征的增强版本通过辅助视觉 - 语义对准模块进一步解码,其与主要一个共享权重。最后,通过获得最终文本预测的第三变压器模块共同处理解码的视觉特征和增强的语义特征。在包括常规/不规则文本识别数据集的七个公共基准测试中的实验验证了我们所提出的模型,在七个基准中的四个基准中达到最先进的效果。
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基于关注的编码器解码器框架广泛用于场景文本识别任务。然而,对于当前的最先进的(SOTA)方法,就输入文本图像的本地视觉和全局上下文信息的有效使用而言,存在改进的余地,以及场景之间的鲁棒相关性处理模块(编码器)和文本处理模块(解码器)。在本文中,我们提出了一种表示和相关性增强的编码器解码器框架(Rceed)来解决这些缺陷和断裂性能瓶颈。在编码器模块中,将本地视觉功能,全局上下文特征和位置信息进行对齐并融合以生成小型综合特征图。在解码器模块中,使用两种方法来增强场景和文本特征空间之间的相关性。 1)解码器初始化由从编码器导出的整体特征和全局瞥觉矢量引导。 2)通过多头一般注意力产生的富集瞥见载体的特征来帮助RNN迭代和每个时间步骤的字符预测。同时,我们还设计了一个LABRAMORM-DROPOUT LSTM单元,以改善模型的可变文本的概括。基准的广泛实验展示了在现场文本识别任务中的有利性能,尤其是不规则的性能。
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Astounding results from Transformer models on natural language tasks have intrigued the vision community to study their application to computer vision problems. Among their salient benefits, Transformers enable modeling long dependencies between input sequence elements and support parallel processing of sequence as compared to recurrent networks e.g., Long short-term memory (LSTM). Different from convolutional networks, Transformers require minimal inductive biases for their design and are naturally suited as set-functions. Furthermore, the straightforward design of Transformers allows processing multiple modalities (e.g., images, videos, text and speech) using similar processing blocks and demonstrates excellent scalability to very large capacity networks and huge datasets. These strengths have led to exciting progress on a number of vision tasks using Transformer networks. This survey aims to provide a comprehensive overview of the Transformer models in the computer vision discipline. We start with an introduction to fundamental concepts behind the success of Transformers i.e., self-attention, large-scale pre-training, and bidirectional feature encoding. We then cover extensive applications of transformers in vision including popular recognition tasks (e.g., image classification, object detection, action recognition, and segmentation), generative modeling, multi-modal tasks (e.g., visual-question answering, visual reasoning, and visual grounding), video processing (e.g., activity recognition, video forecasting), low-level vision (e.g., image super-resolution, image enhancement, and colorization) and 3D analysis (e.g., point cloud classification and segmentation). We compare the respective advantages and limitations of popular techniques both in terms of architectural design and their experimental value. Finally, we provide an analysis on open research directions and possible future works. We hope this effort will ignite further interest in the community to solve current challenges towards the application of transformer models in computer vision.
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文本识别是文档数字化的长期研究问题。现有的方法通常是基于CNN构建的,以用于图像理解,并为Char-Level文本生成而建立RNN。此外,通常需要另一种语言模型来提高整体准确性作为后处理步骤。在本文中,我们提出了一种使用预训练的图像变压器和文本变压器模型(即Trocr)提出的端到端文本识别方法,该模型利用了变压器体系结构,以实现图像理解和文字级级文本生成。TROR模型很简单,但有效,可以通过大规模合成数据进行预训练,并通过人体标记的数据集进行微调。实验表明,TROR模型的表现优于印刷,手写和场景文本识别任务上的当前最新模型。Trocr模型和代码可在\ url {https://aka.ms/trocr}上公开获得。
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变压器是一种基于关注的编码器解码器架构,彻底改变了自然语言处理领域。灵感来自这一重大成就,最近在将变形式架构调整到计算机视觉(CV)领域的一些开创性作品,这已经证明了他们对各种简历任务的有效性。依靠竞争力的建模能力,与现代卷积神经网络相比在本文中,我们已经为三百不同的视觉变压器进行了全面的审查,用于三个基本的CV任务(分类,检测和分割),提出了根据其动机,结构和使用情况组织这些方法的分类。 。由于培训设置和面向任务的差异,我们还在不同的配置上进行了评估了这些方法,以便于易于和直观的比较而不是各种基准。此外,我们已经揭示了一系列必不可少的,但可能使变压器能够从众多架构中脱颖而出,例如松弛的高级语义嵌入,以弥合视觉和顺序变压器之间的差距。最后,提出了三个未来的未来研究方向进行进一步投资。
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在这项工作中,我们探索了用于视觉接地的整洁而有效的基于变压器的框架。先前的方法通常解决了视觉接地的核心问题,即具有手动设计的机制,即多模式融合和推理。这样的启发式设计不仅复杂化,而且使模型容易过度拟合特定的数据分布。为了避免这种情况,我们首先提出了TransVG,该TransVG通过变压器建立了多模式的对应关系,并通过直接回归框坐标来定位引用区域。我们从经验上表明,复杂的融合模块可以用具有更高性能的变压器编码层的简单堆栈代替。但是,TransVG中的核心融合变压器是针对Uni-Modal编码器的独立性,因此应在有限的视觉接地数据上从头开始训练,这使得很难优化并导致次优性能。为此,我们进一步介绍了TransVG ++以进行两倍的改进。一方面,我们通过利用Vision Transformer(VIT)进行视觉功能编码来将框架升级到一个纯粹的基于变压器的框架。对于另一个人来说,我们设计了语言有条件的视觉变压器,以去除外部融合模块,并重用Uni-Modal vit进行中间层的视觉融合。我们对五个普遍数据集进行了广泛的实验,并报告一系列最先进的记录。
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现有场景文本识别(str)方法通常使用语言模型来优化通过视觉识别(VR)模型预测的1D字符序列的联合概率,该模型忽略了字符实例内和之间的视觉语义的2D空间上下文不概括为任意形状的场景文本。要解决此问题,我们首次尝试根据本文的视觉语义进行文本推理。从技术上讲,给定VR模型预测的字符分割映射,我们为每个实例构造一个子图,其中节点表示基于它们的空间相似度之间的节点中的像素和边缘。然后,这些子图通过其根节点顺序连接并合并到完整的图表中。基于此图,我们通过通过跨熵损失监督它来设计图表卷积网络以进行文本推理(GTR)。 GTR可以轻松插入代表性的STR模型,以提高其性能,因为较好的文本推理。具体而言,我们通过将GTR并将GTR与基于分段的STR基线中的语言模型并联的语言模型进行了构建模型,即,通过相互学习可以有效利用视觉语言互补性。 S-GTR在六个挑战性的STR基准上套装新的最先进的基准,并概括为多语言数据集。代码可用于https://github.com/adeline-cs/gtr。
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参考图像分割是典型的多模模式任务,其目的在于为给定语言表达式中描述的参考生成二进制掩码。现有技术采用双峰解决方案,以编码器 - 融合解码器管道内的两种方式采用图像和语言。但是,由于两个原因,该管道对目标任务进行了次优。首先,它们仅保险熔断由单模编码器产生的高级别功能,其妨碍了足够的跨模型学习。其次,UNI-Modal编码器是独立预先培训的,这在预训练的UNI-DOMAL任务和目标多模态任务之间带来不一致。此外,这种管道经常忽略或几乎没有使用直观有益的实例级别功能。为了减轻这些问题,我们提出了邮件,这是一个更简洁的编码器解码器管道,具有掩码图像语言Trimodal编码器。具体而言,邮件将Uni-Modal特征提取器及其融合模型统一到深度模态交互编码器中,促进了不同模式的足够的特征交互。同时,邮件直接避免了第二个限制,因为不再需要单模编码器。此外,我们第一次提出将实例掩码介绍为额外的模态,这明确加强了实例级别特征并促使更精细的分段结果。该邮件在所有常用的引用图像分割数据集中设置了一种新的最先进的,包括Refcoco,Refcoco +和G-Ref,具有显着的收益,与以前的最佳方法为3%-10%。代码即将发布。
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最近,由于其广泛的商业价值,从视觉丰富的文档(例如门票和简历)中自动提取信息已成为一个热门而重要的研究主题。大多数现有方法将此任务分为两个小节:用于从原始文档图像中获取纯文本的文本阅读部分以及用于提取密钥内容的信息提取部分。这些方法主要集中于改进第二个方法,同时忽略了这两个部分高度相关。本文提出了一个统一的端到端信息提取框架,从视觉上富含文档中提出,文本阅读和信息提取可以通过精心设计的多模式上下文块相互加强。具体而言,文本阅读部分提供了多模式功能,例如视觉,文本和布局功能。开发了多模式上下文块,以融合生成的多模式特征,甚至是从预训练的语言模型中获得的先验知识,以提供更好的语义表示。信息提取部分负责使用融合上下文功能生成密钥内容。该框架可以以端到端的可训练方式进行培训,从而实现全球优化。更重要的是,我们将视觉丰富的文档定义为跨两个维度的四个类别,即布局和文本类型。对于每个文档类别,我们提供或推荐相应的基准,实验设置和强大的基准,以弥补该研究领域缺乏统一评估标准的问题。报告了对四种基准测试的广泛实验(从固定布局到可变布局,从完整的文本到半未结构化的文本),证明了所提出的方法的有效性。数据,源代码和模型可用。
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多模式变压器表现出高容量和灵活性,可将图像和文本对齐以进行视觉接地。然而,由于自我发挥操作的二次时间复杂性,仅编码的接地框架(例如,transvg)遭受了沉重的计算。为了解决这个问题,我们通过将整个接地过程解散为编码和解码阶段,提出了一种新的多模式变压器体系结构,以动态MDETR形成。关键观察是,图像中存在很高的空间冗余。因此,我们通过在加快视觉接地过程之前利用这种稀疏性来设计一种新的动态多模式变压器解码器。具体而言,我们的动态解码器由2D自适应采样模块和文本引导的解码模块组成。采样模块旨在通过预测参考点的偏移来选择这些信息补丁,而解码模块则可以通过在图像功能和文本功能之间执行交叉注意来提取接地对象信息。这两个模块也被堆叠起来,以逐渐弥合模态间隙,并迭代地完善接地对象的参考点,最终实现了视觉接地的目的。对五个基准测试的广泛实验表明,我们提出的动态MDETR实现了计算和准确性之间的竞争权衡。值得注意的是,在解码器中仅使用9%的特征点,我们可以降低〜44%的多模式变压器的GLOP,但仍然比仅编码器的对应物更高的精度。此外,为了验证其概括能力并扩展我们的动态MDETR,我们构建了第一个单级剪辑授权的视觉接地框架,并在这些基准测试中实现最先进的性能。
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Scene text recognition (STR) involves the task of reading text in cropped images of natural scenes. Conventional models in STR employ convolutional neural network (CNN) followed by recurrent neural network in an encoder-decoder framework. In recent times, the transformer architecture is being widely adopted in STR as it shows strong capability in capturing long-term dependency which appears to be prominent in scene text images. Many researchers utilized transformer as part of a hybrid CNN-transformer encoder, often followed by a transformer decoder. However, such methods only make use of the long-term dependency mid-way through the encoding process. Although the vision transformer (ViT) is able to capture such dependency at an early stage, its utilization remains largely unexploited in STR. This work proposes the use of a transformer-only model as a simple baseline which outperforms hybrid CNN-transformer models. Furthermore, two key areas for improvement were identified. Firstly, the first decoded character has the lowest prediction accuracy. Secondly, images of different original aspect ratios react differently to the patch resolutions while ViT only employ one fixed patch resolution. To explore these areas, Pure Transformer with Integrated Experts (PTIE) is proposed. PTIE is a transformer model that can process multiple patch resolutions and decode in both the original and reverse character orders. It is examined on 7 commonly used benchmarks and compared with over 20 state-of-the-art methods. The experimental results show that the proposed method outperforms them and obtains state-of-the-art results in most benchmarks.
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