Facial attractiveness prediction (FAP) aims to assess the facial attractiveness automatically based on human aesthetic perception. Previous methods using deep convolutional neural networks have boosted the performance, but their giant models lead to a deficiency in flexibility. Besides, most of them fail to take full advantage of the dataset. In this paper, we present a novel end-to-end FAP approach integrating dual label distribution and lightweight design. To make the best use of the dataset, the manual ratings, attractiveness score, and standard deviation are aggregated explicitly to construct a dual label distribution, including the attractiveness distribution and the rating distribution. Such distributions, as well as the attractiveness score, are optimized under a joint learning framework based on the label distribution learning (LDL) paradigm. As for the lightweight design, the data processing is simplified to minimum, and MobileNetV2 is selected as our backbone. Extensive experiments are conducted on two benchmark datasets, where our approach achieves promising results and succeeds in striking a balance between performance and efficiency. Ablation studies demonstrate that our delicately designed learning modules are indispensable and correlated. Additionally, the visualization indicates that our approach is capable of perceiving facial attractiveness and capturing attractive facial regions to facilitate semantic predictions.
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使用卷积神经网络,面部属性(例如,年龄和吸引力)估算性能得到了大大提高。然而,现有方法在培训目标和评估度量之间存在不一致,因此它们可能是次优。此外,这些方法始终采用具有大量参数的图像分类或面部识别模型,其携带昂贵的计算成本和存储开销。在本文中,我们首先分析了两种最新方法(排名CNN和DLDL)之间的基本关系,并表明排名方法实际上是隐含的学习标签分布。因此,该结果首先将两个现有的最新方法统一到DLDL框架中。其次,为了减轻不一致和降低资源消耗,我们设计了一种轻量级网络架构,并提出了一个统一的框架,可以共同学习面部属性分发和回归属性值。在面部年龄和吸引力估算任务中都证明了我们的方法的有效性。我们的方法使用单一模型实现新的最先进的结果,使用36美元\倍,参数减少3美元,在面部年龄/吸引力估算上的推动速度为3美元。此外,即使参数的数量进一步降低到0.9m(3.8MB磁盘存储),我们的方法也可以实现与最先进的结果。
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不同的人以不同的方式衰老。为每个人学习个性化的年龄估计器是年龄估计的有前途的方向,因为它可以更好地建模衰老过程的个性化。但是,由于高级要求,大多数现有的个性化方法都缺乏大规模数据集:身份标签和足够的样本使每个人形成长期衰老模式。在本文中,我们旨在学习没有上述要求的个性化年龄估计量,并提出一种元学习方法,称为年龄估计。与大多数现有的个性化方法不同,这些方法学习了培训集中每个人的个性化估计器的参数,我们的方法将映射从身份信息到年龄估计器参数学习。具体而言,我们引入了个性化的估算器元学习器,该估计量元学习器将身份功能作为输入并输出定制估算器的参数。这样,我们的方法就可以学习元知识而没有上述要求,并无缝将学习的元知识转移到测试集中,这使我们能够利用现有的大规模年龄数据集,而无需任何其他注释。在包括Morph II,Chalearn Lap 2015和Chalearn Lap 2016数据库在内的三个基准数据集上进行的大量实验结果表明,我们的元大大提高了现有的个性化方法的性能,并优于最先进的方法。
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Due to object detection's close relationship with video analysis and image understanding, it has attracted much research attention in recent years. Traditional object detection methods are built on handcrafted features and shallow trainable architectures. Their performance easily stagnates by constructing complex ensembles which combine multiple low-level image features with high-level context from object detectors and scene classifiers. With the rapid development in deep learning, more powerful tools, which are able to learn semantic, high-level, deeper features, are introduced to address the problems existing in traditional architectures. These models behave differently in network architecture, training strategy and optimization function, etc. In this paper, we provide a review on deep learning based object detection frameworks. Our review begins with a brief introduction on the history of deep learning and its representative tool, namely Convolutional Neural Network (CNN). Then we focus on typical generic object detection architectures along with some modifications and useful tricks to improve detection performance further. As distinct specific detection tasks exhibit different characteristics, we also briefly survey several specific tasks, including salient object detection, face detection and pedestrian detection. Experimental analyses are also provided to compare various methods and draw some meaningful conclusions. Finally, several promising directions and tasks are provided to serve as guidelines for future work in both object detection and relevant neural network based learning systems.
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本文提出了一种名为定位变压器(LOTR)的新型变压器的面部地标定位网络。所提出的框架是一种直接坐标回归方法,利用变压器网络以更好地利用特征图中的空间信息。 LOTR模型由三个主要模块组成:1)将输入图像转换为特征图的视觉骨干板,2)改进Visual Backone的特征表示,以及3)直接预测的地标预测头部的变压器模块来自变压器的代表的地标坐标。给定裁剪和对齐的面部图像,所提出的LOTR可以训练结束到底,而无需任何后处理步骤。本文还介绍了光滑翼损失功能,它解决了机翼损耗的梯度不连续性,导致比L1,L2和机翼损耗等标准损耗功能更好地收敛。通过106点面部地标定位的第一个大挑战提供的JD地标数据集的实验结果表明了LOTR在排行榜上的现有方法和最近基于热爱的方法的优势。在WFLW DataSet上,所提出的Lotr框架与若干最先进的方法相比,展示了有希望的结果。此外,我们在使用我们提出的LOTRS面向对齐时,我们报告了最先进的面部识别性能的提高。
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由于存储器和计算资源有限,部署在移动设备上的卷积神经网络(CNNS)是困难的。我们的目标是通过利用特征图中的冗余来设计包括CPU和GPU的异构设备的高效神经网络,这很少在神经结构设计中进行了研究。对于类似CPU的设备,我们提出了一种新颖的CPU高效的Ghost(C-Ghost)模块,以生成从廉价操作的更多特征映射。基于一组内在的特征映射,我们使用廉价的成本应用一系列线性变换,以生成许多幽灵特征图,可以完全揭示内在特征的信息。所提出的C-Ghost模块可以作为即插即用组件,以升级现有的卷积神经网络。 C-Ghost瓶颈旨在堆叠C-Ghost模块,然后可以轻松建立轻量级的C-Ghostnet。我们进一步考虑GPU设备的有效网络。在建筑阶段的情况下,不涉及太多的GPU效率(例如,深度明智的卷积),我们建议利用阶段明智的特征冗余来制定GPU高效的幽灵(G-GHOST)阶段结构。舞台中的特征被分成两个部分,其中使用具有较少输出通道的原始块处理第一部分,用于生成内在特征,另一个通过利用阶段明智的冗余来生成廉价的操作。在基准测试上进行的实验证明了所提出的C-Ghost模块和G-Ghost阶段的有效性。 C-Ghostnet和G-Ghostnet分别可以分别实现CPU和GPU的准确性和延迟的最佳权衡。代码可在https://github.com/huawei-noah/cv-backbones获得。
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基于无人机(UAV)基于无人机的视觉对象跟踪已实现了广泛的应用,并且由于其多功能性和有效性而引起了智能运输系统领域的越来越多的关注。作为深度学习革命性趋势的新兴力量,暹罗网络在基于无人机的对象跟踪中闪耀,其准确性,稳健性和速度有希望的平衡。由于开发了嵌入式处理器和深度神经网络的逐步优化,暹罗跟踪器获得了广泛的研究并实现了与无人机的初步组合。但是,由于无人机在板载计算资源和复杂的现实情况下,暹罗网络的空中跟踪仍然在许多方面都面临严重的障碍。为了进一步探索基于无人机的跟踪中暹罗网络的部署,这项工作对前沿暹罗跟踪器进行了全面的审查,以及使用典型的无人机板载处理器进行评估的详尽无人用分析。然后,进行板载测试以验证代表性暹罗跟踪器在现实世界无人机部署中的可行性和功效。此外,为了更好地促进跟踪社区的发展,这项工作分析了现有的暹罗跟踪器的局限性,并进行了以低弹片评估表示的其他实验。最后,深入讨论了基于无人机的智能运输系统的暹罗跟踪的前景。领先的暹罗跟踪器的统一框架,即代码库及其实验评估的结果,请访问https://github.com/vision4robotics/siamesetracking4uav。
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随着卷积神经网络(CNNS)的普及日益普及,最近的面部年龄估计的作品雇用这些网络作为骨干。然而,最先进的基于CNN的方法同样地治疗每个面部区域,从而完全忽略了一些可能包含富年龄信息的面部斑块的重要性。在本文中,我们提出了一种基于面部的年龄估计框架,称为关注的动态补丁融合(ADPF)。在ADPF中,实现了两个单独的CNN,即IpperenceNet和FusionNet。 EpperenceNet通过采用新的排名引导的多头混合注意力(RMHHA)机制来动态定位并排名特定年龄的补丁。 FusionNet使用发现的补丁以及面部图像来预测主题的年龄。由于提出的RMHA机制根据其重要性排名发现的补丁,因此FusionNet中的每个补丁的学习路径的长度与其携带的信息量成比例(较长,更重要的)。 ADPF还介绍了一种新颖的多样性损失,以指导IppectionNet的培训,并减少补丁中的重叠,以便发现多样化和重要的补丁。通过广泛的实验,我们表明我们所提出的框架优于几个年龄估计基准数据集的最先进的方法。
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伪装的对象检测(COD)旨在识别自然场景中隐藏自己的物体。准确的COD遭受了许多与低边界对比度有关的挑战,并且对象出现(例如对象大小和形状)的较大变化。为了应对这些挑战,我们提出了一种新颖的背景感知跨层次融合网络(C2F-net),该网络融合了上下文感知的跨级特征,以准确识别伪装的对象。具体而言,我们通过注意力诱导的跨融合模块(ACFM)来计算来自多级特征的内容丰富的注意系数,该模块(ACFM)进一步在注意系数的指导下进一步集成了特征。然后,我们提出了一个双分支全局上下文模块(DGCM),以通过利用丰富的全球上下文信息来完善内容丰富的功能表示的融合功能。多个ACFM和DGCM以级联的方式集成,以产生高级特征的粗略预测。粗糙的预测充当了注意力图,以完善低级特征,然后再将其传递到我们的伪装推断模块(CIM)以生成最终预测。我们对三个广泛使用的基准数据集进行了广泛的实验,并将C2F-NET与最新模型(SOTA)模型进行比较。结果表明,C2F-NET是一种有效的COD模型,并且表现出明显的SOTA模型。此外,对息肉细分数据集的评估证明了我们在COD下游应用程序中C2F-NET的有希望的潜力。我们的代码可在以下网址公开获取:https://github.com/ben57882/c2fnet-tscvt。
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分解表示形式通常被用于年龄不变的面部识别(AIFR)任务。但是,这些方法已经达到了一些局限性,(1)具有年龄标签的大规模面部识别(FR)培训数据的要求,这在实践中受到限制; (2)高性能的重型深网架构; (3)他们的评估通常是在与年龄相关的面部数据库上进行的,同时忽略了标准的大规模FR数据库以确保鲁棒性。这项工作提出了一种新颖的轻巧的角度蒸馏(LIAAD)方法,用于克服这些限制的大规模轻量级AIFR。鉴于两个具有不同专业知识的教师,LIAAD引入了学习范式,以有效地提炼老年人的专注和棱角分明的知识,从这些老师到轻量级的学生网络,使其更强大,以更高的fr准确性和稳健的年龄,从而有效地提炼了一个学习范式因素。因此,LIAAD方法能够采用带有和不具有年龄标签的两个FR数据集的优势来训练AIFR模型。除了先前的蒸馏方法主要关注封闭设置问题中的准确性和压缩比,我们的LIAAD旨在解决开放式问题,即大规模的面部识别。对LFW,IJB-B和IJB-C Janus,AgeDB和Megaface-Fgnet的评估证明了拟议方法在轻重量结构上的效率。这项工作还提出了一个新的纵向面部衰老(Logiface)数据库\ footNote {将提供该数据库},以进一步研究未来与年龄相关的面部问题。
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人类的情感认可是人工智能的积极研究领域,在过去几年中取得了实质性的进展。许多最近的作品主要关注面部区域以推断人类的情感,而周围的上下文信息没有有效地利用。在本文中,我们提出了一种新的深网络,有效地识别使用新的全球局部注意机制的人类情绪。我们的网络旨在独立地从两个面部和上下文区域提取特征,然后使用注意模块一起学习它们。以这种方式,面部和上下文信息都用于推断人类的情绪,从而增强分类器的歧视。密集实验表明,我们的方法超越了最近的最先进的方法,最近的情感数据集是公平的保证金。定性地,我们的全球局部注意力模块可以提取比以前的方法更有意义的注意图。我们网络的源代码和培训模型可在https://github.com/minhnhatvt/glamor-net上获得
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微表达(MES)是非自愿的面部运动,揭示了人们在高利害情况下隐藏的感受,并对医疗,国家安全,审讯和许多人机交互系统具有实际重要性。早期的MER方法主要基于传统的外观和几何特征。最近,随着各种领域的深度学习(DL)的成功,神经网络已得到MER的兴趣。不同于宏观表达,MES是自发的,微妙的,快速的面部运动,导致数据收集困难,因此具有小规模的数据集。由于上述我的角色,基于DL的MER变得挑战。迄今为止,已提出各种DL方法来解决我的问题并提高MER表现。在本调查中,我们对深度微表达识别(MER)进行了全面的审查,包括数据集,深度MER管道和最具影响力方法的基准标记。本调查定义了该领域的新分类法,包括基于DL的MER的所有方面。对于每个方面,总结和讨论了基本方法和高级发展。此外,我们得出了坚固的深层MER系统设计的剩余挑战和潜在方向。据我们所知,这是对深度MEL方法的第一次调查,该调查可以作为未来MER研究的参考点。
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最近,基于CNN的RGB-D显着对象检测(SOD)在检测准确性方面取得了显着提高。但是,现有模型通常在效率和准确性方面表现良好。这阻碍了他们在移动设备以及许多实际问题上的潜在应用。在本文中,为了弥合RGB-D SOD的轻质和大型模型之间的准确性差距,一个有效的模块可以极大地提高准确性,但提出了很少的计算。受深度质量是影响准确性的关键因素的启发,我们提出了有效的深度质量启发的功能操纵(DQFM)过程,该过程可以根据深度质量动态滤波深度特征。提出的DQFM求助于低级RGB和深度特征的对齐,以及深度流的整体注意力,以明确控制和增强交叉模式融合。我们嵌入了DQFM,以获得一个称为DFM-NET的有效的轻质RGB-D SOD模型,此外,我们还设计了一个定制的深度骨架和两阶段解码器作为基本零件。 9个RGB-D数据集的广泛实验结果表明,我们的DFM-NET优于最近的有效型号,在CPU上以约20 fps的速度运行,仅8.5mb型号大小,同时快2.9/2.4倍,比6.7/3.1倍,小于6.7/3.1倍最新的最佳型号A2DELE和手机。与非效率模型相比,它还保持最先进的准确性。有趣的是,进一步的统计数据和分析验证了DQFM在没有任何质量标签的各种品质的深度图中的能力。最后但并非最不重要的一点是,我们进一步应用DFM-NET来处理视频SOD(VSOD),与最近的有效模型相比,相当的性能,而比该领域的先前最佳状态的速度/2.3倍/小2.3倍。我们的代码可在https://github.com/zwbx/dfm-net上找到。
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图像的美学质量被定义为图像美的度量或欣赏。美学本质上是一个主观性的财产,但是存在一些影响它的因素,例如图像的语义含量,描述艺术方面的属性,用于射击的摄影设置等。在本文中,我们提出了一种方法基于语义含量分析,艺术风格和图像的组成的图像自动预测图像的美学。所提出的网络包括:用于语义特征的预先训练的网络,提取(骨干网);依赖于骨干功能的多层的Perceptron(MLP)网络,用于预测图像属性(attributeNet);一种自适应的HyperNetwork,可利用以前编码到attributeNet生成的嵌入的属性以预测专用于美学估计的目标网络的参数(AestheticNet)。鉴于图像,所提出的多网络能够预测:风格和组成属性,以及美学分数分布。结果三个基准数据集展示了所提出的方法的有效性,而消融研究则更好地了解所提出的网络。
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我们提出了一种新颖的形状意识的关系网络,用于内窥镜粘膜颌下粘膜释放(ESD)手术中的准确和实时地标检测。这项任务具有很大的临床意义,但由于复杂的手术环境中出血,照明反射和运动模糊而极其挑战。与现有解决方案相比,通过使用复杂的聚合方案忽略靶向对象之间的几何关系或捕获关系,所提出的网络能够实现令人满意的精度,同时通过充分利用地标之间的空间关系来保持实时性能。我们首先设计一种算法来自动生成关系关键点热量表,其能够直观地代表地标之间的空间关系的先验知识,而无需使用任何额外的手动注释工作。然后,我们开发两个互补正规计划,以逐步将先验知识纳入培训过程。虽然一个方案通过多任务学习引入像素级正则化,但另一个方案通过利用新设计的分组的一致性评估器来实现全局级正则化,该评估将关系约束以越野方式添加到所提出的网络。这两个方案都有利于训练模型,并且可以随时推动才能卸载,以实现实时检测。我们建立了一个大型内部数据集的ESD手术,用于食管癌,以验证我们提出的方法的有效性。广泛的实验结果表明,我们的方法在准确性和效率方面优于最先进的方法,更快地实现了更好的检测结果。在两个下游应用的有希望的结果进一步证实了我们在ESD临床实践中的方法的巨大潜力。
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Face Restoration (FR) aims to restore High-Quality (HQ) faces from Low-Quality (LQ) input images, which is a domain-specific image restoration problem in the low-level computer vision area. The early face restoration methods mainly use statistic priors and degradation models, which are difficult to meet the requirements of real-world applications in practice. In recent years, face restoration has witnessed great progress after stepping into the deep learning era. However, there are few works to study deep learning-based face restoration methods systematically. Thus, this paper comprehensively surveys recent advances in deep learning techniques for face restoration. Specifically, we first summarize different problem formulations and analyze the characteristic of the face image. Second, we discuss the challenges of face restoration. Concerning these challenges, we present a comprehensive review of existing FR methods, including prior based methods and deep learning-based methods. Then, we explore developed techniques in the task of FR covering network architectures, loss functions, and benchmark datasets. We also conduct a systematic benchmark evaluation on representative methods. Finally, we discuss future directions, including network designs, metrics, benchmark datasets, applications,etc. We also provide an open-source repository for all the discussed methods, which is available at https://github.com/TaoWangzj/Awesome-Face-Restoration.
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最近,已经成功地应用于各种遥感图像(RSI)识别任务的大量基于深度学习的方法。然而,RSI字段中深度学习方法的大多数现有进步严重依赖于手动设计的骨干网络提取的特征,这严重阻碍了由于RSI的复杂性以及先前知识的限制而受到深度学习模型的潜力。在本文中,我们研究了RSI识别任务中的骨干架构的新设计范式,包括场景分类,陆地覆盖分类和对象检测。提出了一种基于权重共享策略和进化算法的一拍架构搜索框架,称为RSBNet,其中包括三个阶段:首先,在层面搜索空间中构造的超空网是在自组装的大型中预先磨削 - 基于集合单路径培训策略进行缩放RSI数据集。接下来,预先培训的SuperNet通过可切换识别模块配备不同的识别头,并分别在目标数据集上进行微调,以获取特定于任务特定的超网络。最后,我们根据没有任何网络训练的进化算法,搜索最佳骨干架构进行不同识别任务。对于不同识别任务的五个基准数据集进行了广泛的实验,结果显示了所提出的搜索范例的有效性,并证明搜索后的骨干能够灵活地调整不同的RSI识别任务并实现令人印象深刻的性能。
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表面缺陷检测是确保工业产品质量的极其至关重要的步骤。如今,基于编码器架构的卷积神经网络(CNN)在各种缺陷检测任务中取得了巨大的成功。然而,由于卷积的内在局部性,它们通常在明确建模长距离相互作用时表现出限制,这对于复杂情况下的像素缺陷检测至关重要,例如杂乱的背景和难以辨认的伪缺陷。最近的变压器尤其擅长学习全球图像依赖性,但对于详细的缺陷位置所需的本地结构信息有限。为了克服上述局限性,我们提出了一个有效的混合变压器体系结构,称为缺陷变压器(faft),用于表面缺陷检测,该检测将CNN和Transferaler纳入统一模型,以协作捕获本地和非本地关系。具体而言,在编码器模块中,首先采用卷积茎块来保留更详细的空间信息。然后,贴片聚合块用于生成具有四个层次结构的多尺度表示形式,每个层次结构之后分别是一系列的feft块,该块分别包括用于本地位置编码的本地位置块,一个轻巧的多功能自我自我 - 注意与良好的计算效率建模多尺度的全球上下文关系,以及用于功能转换和进一步位置信息学习的卷积馈送网络。最后,提出了一个简单但有效的解码器模块,以从编码器中的跳过连接中逐渐恢复空间细节。与其他基于CNN的网络相比,三个数据集上的广泛实验证明了我们方法的优势和效率。
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现有的凸起对象检测(SOD)方法主要依赖于基于CNN的U形结构,跳过连接以将全局上下文和局部空间细节分别用于分别用于定位突出对象和精炼对象细节至关重要。尽管取得了巨大成功,但CNN在学习全球背景下的能力是有限的。最近,由于其强大的全球依赖性建模,视觉变压器在计算机愿景中取得了革命性进展。但是,直接将变压器施加到SOD是次优,因为变压器缺乏学习局部空间表示的能力。为此,本文探讨了变压器和CNN的组合,以了解SOD的全球和本地表示。我们提出了一种基于变压器的非对称双侧U-Net(Abiu-net)。非对称双边编码器具有变压器路径和轻质CNN路径,其中两个路径在每个编码器阶段通信,以分别学习互补的全局背景和局部空间细节。非对称双边解码器还由两个路径组成,用于从变压器和CNN编码器路径处理特征,在每个解码器级的通信分别用于解码粗突出对象位置并分别找到粗糙的对象细节。两个编码器/解码器路径之间的这种通信使ABIU-Net能够分别利用变压器和CNN的自然特性来学习互补的全局和局部表示。因此,Abiu-Net为基于变压器的SOD提供了一种新的视角。广泛的实验表明,ABIU-NET对以前的最先进的SOD方法表现出有利。代码将被释放。
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Recent years witnessed the breakthrough of face recognition with deep convolutional neural networks. Dozens of papers in the field of FR are published every year. Some of them were applied in the industrial community and played an important role in human life such as device unlock, mobile payment, and so on. This paper provides an introduction to face recognition, including its history, pipeline, algorithms based on conventional manually designed features or deep learning, mainstream training, evaluation datasets, and related applications. We have analyzed and compared state-of-the-art works as many as possible, and also carefully designed a set of experiments to find the effect of backbone size and data distribution. This survey is a material of the tutorial named The Practical Face Recognition Technology in the Industrial World in the FG2023.
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