Event cameras offer the capacity to asynchronously capture brightness changes with low latency, high temporal resolution, and high dynamic range. Deploying deep learning methods for classification or other tasks to these sensors typically requires large labeled datasets. Since the amount of labeled event data is tiny compared to the bulk of labeled RGB imagery, the progress of event-based vision has remained limited. To reduce the dependency on labeled event data, we introduce Masked Event Modeling (MEM), a self-supervised pretraining framework for events. Our method pretrains a neural network on unlabeled events, which can originate from any event camera recording. Subsequently, the pretrained model is finetuned on a downstream task leading to an overall better performance while requiring fewer labels. Our method outperforms the state-of-the-art on N-ImageNet, N-Cars, and N-Caltech101, increasing the object classification accuracy on N-ImageNet by 7.96%. We demonstrate that Masked Event Modeling is superior to RGB-based pretraining on a real world dataset.
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基于变压器的体系结构已在各种视觉域(最著名的图像和视频)中变得更具竞争力。虽然先前的工作已经孤立地研究了这些模式,但拥有一个共同的体系结构表明,人们可以训练单个统一模型以多种视觉方式。事先尝试进行统一建模通常使用针对视觉任务量身定制的体系结构,或与单个模态模型相比获得较差的性能。在这项工作中,我们表明可以使用蒙版的自动编码来在图像和视频上训练简单的视觉变压器,而无需任何标记的数据。该单个模型学习了与图像和视频基准上的单模式表示相当或更好的视觉表示,同时使用了更简单的体系结构。特别是,我们的单一预算模型可以进行审核,以在ImageNet上获得86.5%的速度,而在挑战性的事物V2视频基准测试中,可以实现75.3%的范围。此外,可以通过丢弃90%的图像和95%的视频补丁来学习该模型,从而实现非常快速的训练。
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我们呈现蒙版特征预测(MaskFeat),用于自我监督的视频模型的预训练。我们的方法首先随机地掩盖输入序列的一部分,然后预测蒙面区域的特征。我们研究五种不同类型的功能,找到面向导向渐变(HOG)的直方图,手工制作的特征描述符,在性能和效率方面尤其良好。我们观察到猪中的局部对比标准化对于良好的结果至关重要,这与使用HOG进行视觉识别的早期工作符合。我们的方法可以学习丰富的视觉知识和基于大规模的变压器的模型。在不使用额外的模型重量或监督的情况下,在未标记视频上预先培训的MaskFeat在动力学-400上使用MVIT-L达到86.7%的前所未有的结果,在动力学-600,88.3%上,88.3%,在动力学-700,88.8地图上SSV2上的75.0%。 MaskFeat进一步推广到图像输入,其可以被解释为具有单个帧的视频,并在想象中获得竞争结果。
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我们引入了一个自我监督的视觉表示模型BEIT,该模型代表来自图像变压器的双向编码器表示。在Bert在自然语言处理区域中开发后,我们提出了一项掩盖的图像建模任务,以预识视觉变压器。具体而言,每个图像在我们的预训练中具有两个视图,即图像贴片(例如16x16像素)和视觉令牌(即离散令牌)。我们首先将原始图像“将”“令牌化”到视觉令牌中。然后,我们随机掩盖了一些图像补丁并将其喂入骨干变压器中。预训练的目标是根据损坏的图像补丁恢复原始的视觉令牌。在预训练BEIT之后,我们通过将任务层附加在预审计的编码器上,直接通过将任务层附加到下游任务上的模型参数。图像分类和语义分割的实验结果表明,我们的模型通过以前的预训练方法实现了竞争结果。例如,基本大小的BEIT在Imagenet-1K上获得了83.2%的TOP-1精度,并以相同的设置优于划痕DEIT训练(81.8%)。此外,大尺寸的BEIT仅使用Imagenet-1K获得86.3%,即使在Imagenet-22K上进行预训练(85.2%),甚至超过了VIT-L。代码和预估计的模型可在https://aka.ms/beit上找到。
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最近,蒙面图像建模(MIM)由于其能力从大量未标记的数据中学习而引起了人们的关注,并且已被证明对涉及自然图像的各种视觉任务有效。同时,由于未标记的图像的数量高,预计3D医学图像中的自我监督学习的潜力预计将是巨大的,以及质量标签的费用和困难。但是,MIM对医学图像的适用性仍然不确定。在本文中,我们证明了掩盖的图像建模方法还可以推进3D医学图像分析,除了自然图像。我们研究掩盖图像建模策略如何从3D医学图像分割的角度利用性能作为代表性的下游任务:i)与天真的对比度学习相比,蒙版的图像建模方法可以加快监督培训的收敛性,甚至更快(1.40美元$ \ times $ \ times $ $ $ )并最终产生更高的骰子分数; ii)预测具有较高掩盖比和相对较小的贴片大小的原始体素值是用于医学图像建模的非平凡的自我监督借口任务; iii)重建的轻质解码器或投影头设计对于3D医学图像上的掩盖图像建模非常有力,该图像加快了训练并降低成本; iv)最后,我们还研究了在不同的实际情况下使用不同图像分辨率和标记的数据比率的MIM方法的有效性。
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本文研究了视频变压器的BERT预借鉴。考虑到近期图像变形金刚的伯爵预借鉴成功,这是一个简单但值得学习的延伸。我们介绍了Decouples将视频表示学习学习的BEVT进入空间代表学习和时间动态学习。特别地,BEVT首先在图像数据上执行屏蔽图像建模,然后在视频数据上与屏蔽视频建模联合进行屏蔽图像建模。这种设计具有两个观察的动机:1)在图像数据集上学习的变压器提供了体面的空间前沿,可以缓解视频变压器的学习,这通常是从划痕训练的计算密集型的时间。 2)鉴别的线索,即空间和时间信息,需要在不同的视频中进行正确的预测,由于阶级的阶级和阶级际变化而不同。我们对三个具有挑战性的视频基准进行了广泛的实验,其中BEVT达到了非常有前途的结果。在动力学400上,哪些识别主要依赖于歧视性空间表示,BEVT达到了强大的监督基线的可比结果。在某种东西 - V2和潜水48上,其中包含依靠时间动态的视频,BEVT优于所有替代基准,分别实现了70.6%和86.7%的最新性能。
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大规模数据集的预培训模型,如想象成,是计算机视觉中的标准实践。此范例对于具有小型培训套的任务特别有效,其中高容量模型往往会过度装备。在这项工作中,我们考虑一个自我监督的预训练场景,只能利用目标任务数据。我们考虑数据集,如斯坦福汽车,草图或可可,这是比想象成小的数量的顺序。我们的研究表明,在本文中介绍的Beit或诸如Beit或Variant的去噪对预训练数据的类型和大小比通过比较图像嵌入来训练的流行自我监督方法更加强大。我们获得了竞争性能与ImageNet预训练相比,来自不同域的各种分类数据集。在Coco上,当专注于使用Coco Images进行预训练时,检测和实例分割性能超过了可比设置中的监督Imagenet预训练。
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由于具有强大的代表性,变形金刚在包括自然语言处理(NLP),计算机视觉和语音识别在内的广泛应用中越来越受欢迎。但是,利用这种代表性的能力有效地需要大量的数据,强大的正则化或两者兼而有之以减轻过度拟合。最近,基于掩盖的自动编码器的自我监督预处理策略已解锁了变压器的功能,这些策略依赖于直接或从未掩盖的内容对比的掩蔽输入进行重建。这种预训练的策略已在NLP中的BERT模型,Speak2VEC模型中使用,最近在Vision中的MAE模型中,该模型迫使该模型使用自动编码相关的目标来了解输入不同部分中的内容之间的关系。在本文中,我们提出了一种小说但令人惊讶的简单替代内容,以预测内容的位置,而无需为其提供位置信息。这样做需要变压器仅凭内容就可以理解输入不同部分之间的位置关系。这相当于有效的实现,其中借口任务是每个输入令牌所有可能位置之间的分类问题。我们在视觉和语音基准上进行了实验,我们的方法对强有力的监督训练基准进行了改进,并且与现代的无监督/自我监督预审方法相媲美。我们的方法还可以使经过训练的变压器在没有位置嵌入的情况下胜过训练有完整位置信息的训练的变压器。
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由于其最近在减少监督学习的差距方面取得了成功,自我监督的学习方法正在增加计算机愿景的牵引力。在自然语言处理(NLP)中,自我监督的学习和变形金刚已经是选择的方法。最近的文献表明,变压器也在计算机愿景中越来越受欢迎。到目前为止,当使用大规模监督数据或某种共同监督时,视觉变压器已被证明可以很好地工作。在教师网络方面。这些监督的普试视觉变压器在下游任务中实现了非常好的变化,变化最小。在这项工作中,我们调查自我监督学习的预用图像/视觉变压器,然后使用它们进行下游分类任务的优点。我们提出了自我监督的视觉变压器(坐在)并讨论了几种自我监督的培训机制,以获得借口模型。静坐的架构灵活性允许我们将其用作自动统计器,并无缝地使用多个自我监控任务。我们表明,可以在小规模数据集上进行预训练,以便在小型数据集上进行下游分类任务,包括几千个图像而不是数百万的图像。使用公共协议对所提出的方法进行评估标准数据集。结果展示了变压器的强度及其对自我监督学习的适用性。我们通过大边缘表现出现有的自我监督学习方法。我们还观察到坐着很好,很少有镜头学习,并且还表明它通过简单地训练从坐的学到的学习功能的线性分类器来学习有用的表示。预先训练,FineTuning和评估代码将在以下:https://github.com/sara-ahmed/sit。
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蒙面的自动编码器是可扩展的视觉学习者,因为Mae \ Cite {He2022masked}的标题表明,视觉中的自我监督学习(SSL)可能会采用与NLP中类似的轨迹。具体而言,具有蒙版预测(例如BERT)的生成借口任务已成为NLP中的事实上的标准SSL实践。相比之下,他们的歧视性对应物(例如对比度学习)掩埋了视力中的生成方法的早期尝试;但是,蒙版图像建模的成功已恢复了屏蔽自动编码器(过去通常被称为DeNosing AutoCoder)。作为在NLP中与Bert弥合差距的一个里程碑,蒙面自动编码器吸引了对SSL在视觉及其他方面的前所未有的关注。这项工作对蒙面自动编码器进行了全面的调查,以洞悉SSL的有希望的方向。作为第一个使用蒙版自动编码器审查SSL的人,这项工作通过讨论其历史发展,最新进度以及对不同应用的影响,重点介绍其在视觉中的应用。
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We investigate and improve self-supervision as a dropin replacement for ImageNet pretraining, focusing on automatic colorization as the proxy task. Self-supervised training has been shown to be more promising for utilizing unlabeled data than other, traditional unsupervised learning methods. We build on this success and evaluate the ability of our self-supervised network in several contexts. On VOC segmentation and classification tasks, we present results that are state-of-the-art among methods not using Im-ageNet labels for pretraining representations.Moreover, we present the first in-depth analysis of selfsupervision via colorization, concluding that formulation of the loss, training details and network architecture play important roles in its effectiveness. This investigation is further expanded by revisiting the ImageNet pretraining paradigm, asking questions such as: How much training data is needed? How many labels are needed? How much do features change when fine-tuned? We relate these questions back to self-supervision by showing that colorization provides a similarly powerful supervisory signal as various flavors of ImageNet pretraining.
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Autoregressive language modeling (ALM) have been successfully used in self-supervised pre-training in Natural language processing (NLP). However, this paradigm has not achieved comparable results with other self-supervised approach in computer vision (e.g., contrastive learning, mask image modeling). In this paper, we try to find the reason why autoregressive modeling does not work well on vision tasks. To tackle this problem, we fully analyze the limitation of visual autoregressive methods and proposed a novel stochastic autoregressive image modeling (named SAIM) by the two simple designs. First, we employ stochastic permutation strategy to generate effective and robust image context which is critical for vision tasks. Second, we create a parallel encoder-decoder training process in which the encoder serves a similar role to the standard vision transformer focus on learning the whole contextual information, and meanwhile the decoder predicts the content of the current position, so that the encoder and decoder can reinforce each other. By introducing stochastic prediction and the parallel encoder-decoder, SAIM significantly improve the performance of autoregressive image modeling. Our method achieves the best accuracy (83.9%) on the vanilla ViT-Base model among methods using only ImageNet-1K data. Transfer performance in downstream tasks also show that our model achieves competitive performance.
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Can we leverage the audiovisual information already present in video to improve self-supervised representation learning? To answer this question, we study various pretraining architectures and objectives within the masked autoencoding framework, motivated by the success of similar methods in natural language and image understanding. We show that we can achieve significant improvements on audiovisual downstream classification tasks, surpassing the state-of-the-art on VGGSound and AudioSet. Furthermore, we can leverage our audiovisual pretraining scheme for multiple unimodal downstream tasks using a single audiovisual pretrained model. We additionally demonstrate the transferability of our representations, achieving state-of-the-art audiovisual results on Epic Kitchens without pretraining specifically for this dataset.
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蒙面自动编码在图像和语言领域的自我监督学习方面取得了巨大的成功。但是,基于面具的预处理尚未显示出对点云理解的好处,这可能是由于PointNet(PointNet)无法正确处理训练的标准骨架,而不是通过训练期间掩盖引入的测试分配不匹配。在本文中,我们通过提出一个判别性掩码式变压器框架,maskPoint}来弥合这一差距。我们的关键想法是将点云表示为离散的占用值(1如果点云的一部分;如果不是的,则为0),并在蒙版对象点和采样噪声点之间执行简单的二进制分类作为代理任务。这样,我们的方法是对点云中的点采样差异的强大,并促进了学习丰富的表示。我们在几个下游任务中评估了验证的模型,包括3D形状分类,分割和现实词对象检测,并展示了最新的结果,同时获得了明显的预读速度(例如,扫描仪上的4.1倍)先前的最新变压器基线。代码可在https://github.com/haotian-liu/maskpoint上找到。
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在深度学习研究中,自学学习(SSL)引起了极大的关注,引起了计算机视觉和遥感社区的兴趣。尽管计算机视觉取得了很大的成功,但SSL在地球观测领域的大部分潜力仍然锁定。在本文中,我们对在遥感的背景下为计算机视觉的SSL概念和最新发展提供了介绍,并回顾了SSL中的概念和最新发展。此外,我们在流行的遥感数据集上提供了现代SSL算法的初步基准,从而验证了SSL在遥感中的潜力,并提供了有关数据增强的扩展研究。最后,我们确定了SSL未来研究的有希望的方向的地球观察(SSL4EO),以铺平了两个领域的富有成效的相互作用。
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Benefiting from masked visual modeling, self-supervised video representation learning has achieved remarkable progress. However, existing methods focus on learning representations from scratch through reconstructing low-level features like raw pixel RGB values. In this paper, we propose masked video distillation (MVD), a simple yet effective two-stage masked feature modeling framework for video representation learning: firstly we pretrain an image (or video) model by recovering low-level features of masked patches, then we use the resulting features as targets for masked feature modeling. For the choice of teacher models, we observe that students taught by video teachers perform better on temporally-heavy video tasks, while image teachers transfer stronger spatial representations for spatially-heavy video tasks. Visualization analysis also indicates different teachers produce different learned patterns for students. Motivated by this observation, to leverage the advantage of different teachers, we design a spatial-temporal co-teaching method for MVD. Specifically, we distill student models from both video teachers and image teachers by masked feature modeling. Extensive experimental results demonstrate that video transformers pretrained with spatial-temporal co-teaching outperform models distilled with a single teacher on a multitude of video datasets. Our MVD with vanilla ViT achieves state-of-the-art performance compared with previous supervised or self-supervised methods on several challenging video downstream tasks. For example, with the ViT-Large model, our MVD achieves 86.4% and 75.9% Top-1 accuracy on Kinetics-400 and Something-Something-v2, outperforming VideoMAE by 1.2% and 1.6% respectively. Code will be available at \url{https://github.com/ruiwang2021/mvd}.
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本文显示屏蔽的自动化器(MAE)是可扩展的自我监督学习者,用于计算机愿景。我们的MAE方法很简单:我们掩盖输入图像的随机补丁并重建缺失像素。它基于两个核心设计。首先,我们开发一个不对称的编码器解码器架构,其中编码器仅在掩码的可见子集(没有掩码令牌)上,以及重量解码器,该重量解码器从潜像和掩码令牌重建原始图像。其次,我们发现掩蔽了高比例的输入图像,例如,75%,产生非凡和有意义的自我监督任务。耦合这两种设计使我们能够有效且有效地培训大型模型:我们加速培训(3倍或更多)并提高准确性。我们可扩展的方法允许学习概括的高容量模型:例如,Vanilla Vit-Maxim模型在使用Imagenet-1K数据的方法中实现最佳准确性(87.8%)。下游任务中的转移性能优于监督预培训并显示有前途的缩放行为。
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在过去的几年中,基于自我注意力的变压器模型一直在主导许多计算机视觉任务。它们的出色模型质量在很大程度上取决于标记过多的图像数据集。为了减少对大型标记数据集的依赖,基于重建的掩盖自动编码器正在获得流行,这些自动编码器从未标记的图像中学习了高质量的可转移表示形式。出于同样的目的,最近弱监督的图像预处理方法探索了图像随附的文本字幕的语言监督。在这项工作中,我们提出了对语言辅助代表的预读图像,称为米兰。我们的预处理目标不是预测原始像素或低级别的特征,而是用使用字幕监督获得的大量语义信号来重建图像特征。此外,为了适应我们的重建目标,我们提出了更有效的促使解码器体系结构和语义意识到的掩码采样机制,从而进一步推进了预告片模型的传输性能。实验结果表明,米兰的精度比以前的工作更高。当掩盖的自动编码器在ImagEnet-1K数据集上进行了预估计并以224x224的输入分辨率进行了填充时,米兰在VITB/16上的前1位准确性达到了85.4%,使以前的先前最先前的艺术品达到1%。在下游的语义分割任务中,米兰在ADE20K数据集上使用VIT-B/16骨架达到52.7 MIOU,表现优于先前的蒙版预读结果4分。
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While the Transformer architecture has become the de-facto standard for natural language processing tasks, its applications to computer vision remain limited. In vision, attention is either applied in conjunction with convolutional networks, or used to replace certain components of convolutional networks while keeping their overall structure in place. We show that this reliance on CNNs is not necessary and a pure transformer applied directly to sequences of image patches can perform very well on image classification tasks. When pre-trained on large amounts of data and transferred to multiple mid-sized or small image recognition benchmarks (ImageNet, CIFAR-100, VTAB, etc.), Vision Transformer (ViT) attains excellent results compared to state-of-the-art convolutional networks while requiring substantially fewer computational resources to train. 1
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通过开发基于生成的自我监督学习(SSL)方法,例如Beit和Mae,如何通过掩盖输入图像的随机补丁并重建缺失信息来学习良好的表示形式。但是,Beit和Peco需要一个“预先陈述”阶段,以生成用于掩盖补丁代表的离散代码手册。 MAE不需要预训练的代码簿流程,但是将像素设置为重建目标可能会引入前训练和下游任务之间的优化差距,即良好的重建质量可能并不总是会导致模型的高描述能力。考虑到上述问题,在本文中,我们提出了一个简单的自鉴定的蒙面自动编码器网络,即SDAE。 SDAE由一个使用编码器解码器结构的学生分支组成,以重建缺失的信息,并制作一个师范分支,生产蒙版代币的潜在表示。我们还分析了如何从信息瓶颈的角度来为教师分支机构建立潜在代表性的好看法。之后,我们提出了一种多重掩蔽策略,以提供多个掩盖视图,并具有平衡的信息以提高性能,这也可以降低计算复杂性。我们的方法很好地概括了:只有300个时期预训练,香草vit-base模型在Imagenet-1K分类上达到了84.1%的微调精度,48.6 MIOU在ADE20K细分方面和48.9 coco检测中的MAP,它超过了其他方法,从而超过其他方法。通过相当大的边距。代码可从https://github.com/abrahamyabo/sdae获得。
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