图像语义分割技术是了解自然场景的智能系统的关键技术之一。作为视野中的重要研究方向之一，该技术在移动机器人，无人机，智能驾驶和智能安全领域具有广泛的应用场景。然而，在移动机器人的实际应用中，可能发生诸如不准确的分割语义标记预测和分段对象和背景的边缘信息丢失的问题。本文提出了一种基于深度学习网络的语义分割网络的改进结构，该网络结合了自我关注神经网络和神经网络架构搜索方法。首先，使用神经网络搜索方法NAS（神经结构搜索）来查找具有多个分辨率分支的语义分段网络。在搜索过程中，组合自我关注网络结构模块来调整搜索的神经网络结构，然后将由不同分支搜索的语义分段网络组合形成快速语义分段网络结构，并将图像输入到网络结构中输入到网络结构中获得最终预测结果。 CityScapes数据集上的实验结果表明，算法的准确性为69.8％，分割速度为48 / s。它在实时和准确性之间实现了良好的平衡，可以优化边缘分割，并且在复杂的场景中具有更好的性能。良好的稳健性适用于实际应用。

语义分割是将类标签分配给图像中每个像素的问题，并且是自动车辆视觉堆栈的重要组成部分，可促进场景的理解和对象检测。但是，许多表现最高的语义分割模型非常复杂且笨拙，因此不适合在计算资源有限且低延迟操作的板载自动驾驶汽车平台上部署。在这项调查中，我们彻底研究了旨在通过更紧凑，更有效的模型来解决这种未对准的作品，该模型能够在低内存嵌入式系统上部署，同时满足实时推理的限制。我们讨论了该领域中最杰出的作品，根据其主要贡献将它们置于分类法中，最后我们评估了在一致的硬件和软件设置下，所讨论模型的推理速度，这些模型代表了具有高端的典型研究环境GPU和使用低内存嵌入式GPU硬件的现实部署方案。我们的实验结果表明，许多作品能够在资源受限的硬件上实时性能，同时说明延迟和准确性之间的一致权衡。

准确的语义分割模型通常需要大量的计算资源，从而抑制其在实际应用中的使用。最近的作品依靠精心制作的轻质模型来快速推断。但是，这些模型不能灵活地适应不同的准确性和效率要求。在本文中，我们提出了一种简单但有效的微小语义细分（SLIMSEG）方法，该方法可以在推理期间以不同的能力执行，具体取决于所需的准确性效率 - 折衷。更具体地说，我们在训练过程中采用逐步向下知识蒸馏采用参数化通道。观察到每个子模型的分割结果之间的差异主要在语义边界附近，我们引入了额外的边界指导语义分割损失，以进一步提高每个子模型的性能。我们表明，我们提出的具有各种主流网络的Slimseg可以产生灵活的模型，从而使计算成本的动态调整和比独立模型更好。关于语义分割基准，城市景观和Camvid的广泛实验证明了我们框架的概括能力。

大型预训练的变压器是现代语义分割基准的顶部，但具有高计算成本和冗长的培训。为了提高这种约束，我们从综合知识蒸馏的角度来研究有效的语义分割，并考虑弥合多源知识提取和特定于变压器特定的斑块嵌入之间的差距。我们提出了基于变压器的知识蒸馏（TransKD）框架，该框架通过蒸馏出大型教师变压器的特征地图和补丁嵌入来学习紧凑的学生变形金刚，绕过长期的预训练过程并将FLOPS降低> 85.0％。具体而言，我们提出了两个基本和两个优化模块：（1）交叉选择性融合（CSF）可以通过通道注意和层次变压器内的特征图蒸馏之间的知识转移； （2）嵌入对齐（PEA）在斑块过程中执行尺寸转换，以促进贴片嵌入蒸馏； （3）全局本地上下文混合器（GL-MIXER）提取了代表性嵌入的全局和局部信息； （4）嵌入助手（EA）是一种嵌入方法，可以无缝地桥接老师和学生模型，并具有老师的渠道数量。关于CityScapes，ACDC和NYUV2数据集的实验表明，TransKD的表现优于最先进的蒸馏框架，并竞争了耗时的预训练方法。代码可在https://github.com/ruipingl/transkd上找到。

现代的高性能语义分割方法采用沉重的主链和扩张的卷积来提取相关特征。尽管使用上下文和语义信息提取功能对于分割任务至关重要，但它为实时应用程序带来了内存足迹和高计算成本。本文提出了一种新模型，以实现实时道路场景语义细分的准确性/速度之间的权衡。具体来说，我们提出了一个名为“比例吸引的条带引导特征金字塔网络”（s \ textsuperscript {2} -fpn）的轻巧模型。我们的网络由三个主要模块组成：注意金字塔融合（APF）模块，比例吸引条带注意模块（SSAM）和全局特征Upsample（GFU）模块。 APF采用了注意力机制来学习判别性多尺度特征，并有助于缩小不同级别之间的语义差距。 APF使用量表感知的关注来用垂直剥离操作编码全局上下文，并建模长期依赖性，这有助于将像素与类似的语义标签相关联。此外，APF还采用频道重新加权块（CRB）来强调频道功能。最后，S \ TextSuperScript {2} -fpn的解码器然后采用GFU，该GFU用于融合APF和编码器的功能。已经对两个具有挑战性的语义分割基准进行了广泛的实验，这表明我们的方法通过不同的模型设置实现了更好的准确性/速度权衡。提出的模型已在CityScapes Dataset上实现了76.2 \％miou/87.3fps，77.4 \％miou/67fps和77.8 \％miou/30.5fps，以及69.6 \％miou，71.0 miou，71.0 \％miou，和74.2 \％\％\％\％\％\％。 miou在Camvid数据集上。这项工作的代码将在\ url {https://github.com/mohamedac29/s2-fpn提供。

Semantic segmentation works on the computer vision algorithm for assigning each pixel of an image into a class. The task of semantic segmentation should be performed with both accuracy and efficiency. Most of the existing deep FCNs yield to heavy computations and these networks are very power hungry, unsuitable for real-time applications on portable devices. This project analyzes current semantic segmentation models to explore the feasibility of applying these models for emergency response during catastrophic events. We compare the performance of real-time semantic segmentation models with non-real-time counterparts constrained by aerial images under oppositional settings. Furthermore, we train several models on the Flood-Net dataset, containing UAV images captured after Hurricane Harvey, and benchmark their execution on special classes such as flooded buildings vs. non-flooded buildings or flooded roads vs. non-flooded roads. In this project, we developed a real-time UNet based model and deployed that network on Jetson AGX Xavier module.

In recent years, object detection has achieved a very large performance improvement, but the detection result of small objects is still not very satisfactory. This work proposes a strategy based on feature fusion and dilated convolution that employs dilated convolution to broaden the receptive field of feature maps at various scales in order to address this issue. On the one hand, it can improve the detection accuracy of larger objects. On the other hand, it provides more contextual information for small objects, which is beneficial to improving the detection accuracy of small objects. The shallow semantic information of small objects is obtained by filtering out the noise in the feature map, and the feature information of more small objects is preserved by using multi-scale fusion feature module and attention mechanism. The fusion of these shallow feature information and deep semantic information can generate richer feature maps for small object detection. Experiments show that this method can have higher accuracy than the traditional YOLOv3 network in the detection of small objects and occluded objects. In addition, we achieve 32.8\% Mean Average Precision on the detection of small objects on MS COCO2017 test set. For 640*640 input, this method has 88.76\% mAP on the PASCAL VOC2012 dataset.

语义细分是计算机视觉中的一个流行研究主题，并且在其上做出了许多努力，结果令人印象深刻。在本文中，我们打算搜索可以实时运行此问题的最佳网络结构。为了实现这一目标，我们共同搜索深度，通道，扩张速率和特征空间分辨率，从而导致搜索空间约为2.78*10^324可能的选择。为了处理如此大的搜索空间，我们利用差异架构搜索方法。但是，需要离散地使用使用现有差异方法搜索的体系结构参数，这会导致差异方法找到的架构参数与其离散版本作为体系结构搜索的最终解决方案之间的离散差距。因此，我们从解决方案空间正则化的创新角度来缓解离散差距的问题。具体而言，首先提出了新型的解决方案空间正则化（SSR）损失，以有效鼓励超级网络收敛到其离散。然后，提出了一种新的分层和渐进式解决方案空间缩小方法，以进一步实现较高的搜索效率。此外，我们从理论上表明，SSR损失的优化等同于L_0-NORM正则化，这说明了改善的搜索评估差距。综合实验表明，提出的搜索方案可以有效地找到最佳的网络结构，该结构具有较小的模型大小（1 m）的分割非常快的速度（175 fps），同时保持可比较的精度。

深度学习已被广​​泛用于医学图像分割，并且录制了录制了该领域深度学习的成功的大量论文。在本文中，我们使用深层学习技术对医学图像分割的全面主题调查。本文进行了两个原创贡献。首先，与传统调查相比，直接将深度学习的文献分成医学图像分割的文学，并为每组详细介绍了文献，我们根据从粗略到精细的多级结构分类目前流行的文献。其次，本文侧重于监督和弱监督的学习方法，而不包括无监督的方法，因为它们在许多旧调查中引入而且他们目前不受欢迎。对于监督学习方法，我们分析了三个方面的文献：骨干网络的选择，网络块的设计，以及损耗功能的改进。对于虚弱的学习方法，我们根据数据增强，转移学习和交互式分割进行调查文献。与现有调查相比，本调查将文献分类为比例不同，更方便读者了解相关理由，并将引导他们基于深度学习方法思考医学图像分割的适当改进。

在语义分段中广泛采用知识蒸馏以降低计算成本。先前的知识蒸馏方法的语义分割方法的重点是像素的特征特征对齐和阶级内特征变化蒸馏，从特征空间，这对于语义分割很重要。为了解决此问题，我们提出了一种类间距离蒸馏（IDD）方法，以将特征空间中的类间距离从教师网络转移到学生网络。此外，语义分割是一项依赖位置的任务，因此我们利用位置信息蒸馏模块来帮助学生网络编码更多的位置信息。在三个受欢迎的数据集上进行了广泛的实验：CityScapes，Pascal VOC和ADE20K表明，我们的方法有助于提高语义细分模型的准确性并实现最先进的性能。例如。它在CityScapes数据集上的准确性将基准模型（“ PSPNET+RESNET18”）提高了7.50％。

Semantic segmentation of UAV aerial remote sensing images provides a more efficient and convenient surveying and mapping method for traditional surveying and mapping. In order to make the model lightweight and improve a certain accuracy, this research developed a new lightweight and efficient network for the extraction of ground features from UAV aerial remote sensing images, called LDMCNet. Meanwhile, this research develops a powerful lightweight backbone network for the proposed semantic segmentation model. It is called LDCNet, and it is hoped that it can become the backbone network of a new generation of lightweight semantic segmentation algorithms. The proposed model uses dual multi-scale context modules, namely the Atrous Space Pyramid Pooling module (ASPP) and the Object Context Representation module (OCR). In addition, this research constructs a private dataset for semantic segmentation of aerial remote sensing images from drones. This data set contains 2431 training sets, 945 validation sets, and 475 test sets. The proposed model performs well on this dataset, with only 1.4M parameters and 5.48G floating-point operations (FLOPs), achieving an average intersection-over-union ratio (mIoU) of 71.12%. 7.88% higher than the baseline model. In order to verify the effectiveness of the proposed model, training on the public datasets "LoveDA" and "CITY-OSM" also achieved excellent results, achieving mIoU of 65.27% and 74.39%, respectively.

重型设备制造将特定的轮廓分解为图纸，并切割钣金以缩放焊接。当前，手动实现了焊接图轮廓的大多数分割和提取。它的效率大大降低了。因此，我们提出了一种基于U-NET的轮廓分割和用于焊接工程图的提取方法。工程图纸所需的零件的轮廓可以自动划分和清空，从而大大提高了制造效率。 U-NET包括一个编码器，该编码器通过语义差异和编码器和解码器之间的空间位置特征信息实现端到端映射。尽管U-NET擅长于细分医学图像，但我们在焊接结构图数据集上进行的广泛实验表明，经典的U-NET体系结构在细分焊接工程图纸方面缺乏。因此，我们设计了一种新型的通道空间序列注意模块（CSSAM），并在经典的U-NET上进行改进。同时，提出了垂直最大池和平均水平池。通过两个相等的卷积将池操作传递到CSSAM模块中。汇总之前的输出和功能通过语义聚类融合在一起，它取代了传统的跳跃结构，并有效地缩小了编码器和解码器之间的语义差距，从而改善了焊接工程图的分割性能。我们使用VGG16作为骨干网络。与经典的U-NET相比，我们的网络在工程绘图数据集细分方面具有良好的性能。

语义分割是自主车辆了解周围场景的关键技术。当代模型的吸引力表现通常以牺牲重计算和冗长的推理时间为代价，这对于自行车来说是无法忍受的。在低分辨率图像上使用轻量级架构（编码器 - 解码器或双路）或推理，最近的方法实现了非常快的场景解析，即使在单个1080TI GPU上以100多件FPS运行。然而，这些实时方法与基于扩张骨架的模型之间的性能仍有显着差距。为了解决这个问题，我们提出了一家专门为实时语义细分设计的高效底座。所提出的深层双分辨率网络（DDRNET）由两个深部分支组成，之间进行多个双边融合。此外，我们设计了一个名为Deep聚合金字塔池（DAPPM）的新上下文信息提取器，以基于低分辨率特征映射放大有效的接收字段和熔丝多尺度上下文。我们的方法在城市景观和Camvid数据集上的准确性和速度之间实现了新的最先进的权衡。特别是，在单一的2080Ti GPU上，DDRNET-23-Slim在Camvid测试组上的Citycapes试验组102 FPS上的102 FPS，74.7％Miou。通过广泛使用的测试增强，我们的方法优于最先进的模型，需要计算得多。 CODES和培训的型号在线提供。

在这项工作中，我们探讨了用于语义分割知识蒸馏的数据增强。为了避免过度适合教师网络中的噪音，大量培训示例对于知识蒸馏至关重要。 Imagelevel论证技术（例如翻转，翻译或旋转）在先前的知识蒸馏框架中广泛使用。受到功能空间上语义方向的最新进展的启发，我们建议在功能空间中包括以进行有效蒸馏的功能。具体而言，给定语义方向，可以在功能空间中为学生获得无限数量的增强。此外，分析表明，可以通过最大程度地减少增强损失的上限来同时优化这些增强。基于观察结果，开发了一种用于语义分割的知识蒸馏的新算法。对四个语义分割基准测试的广泛实验表明，所提出的方法可以提高当前知识蒸馏方法的性能而没有任何明显的开销。代码可在以下网址获得：https：//github.com/jianlong-yuan/fakd。

深度学习技术在各种任务中都表现出了出色的有效性，并且深度学习具有推进多种应用程序（包括在边缘计算中）的潜力，其中将深层模型部署在边缘设备上，以实现即时的数据处理和响应。一个关键的挑战是，虽然深层模型的应用通常会产生大量的内存和计算成本，但Edge设备通常只提供非常有限的存储和计算功能，这些功能可能会在各个设备之间差异很大。这些特征使得难以构建深度学习解决方案，以释放边缘设备的潜力，同时遵守其约束。应对这一挑战的一种有希望的方法是自动化有效的深度学习模型的设计，这些模型轻巧，仅需少量存储，并且仅产生低计算开销。该调查提供了针对边缘计算的深度学习模型设计自动化技术的全面覆盖。它提供了关键指标的概述和比较，这些指标通常用于量化模型在有效性，轻度和计算成本方面的水平。然后，该调查涵盖了深层设计自动化技术的三类最新技术：自动化神经体系结构搜索，自动化模型压缩以及联合自动化设计和压缩。最后，调查涵盖了未来研究的开放问题和方向。

深度学习的巨大成功主要是由于大规模的网络架构和高质量的培训数据。但是，在具有有限的内存和成像能力的便携式设备上部署最近的深层模型仍然挑战。一些现有的作品通过知识蒸馏进行了压缩模型。不幸的是，这些方法不能处理具有缩小图像质量的图像，例如低分辨率（LR）图像。为此，我们采取了开创性的努力，从高分辨率（HR）图像到达将处理LR图像的紧凑型网络模型中学习的繁重网络模型中蒸馏有用的知识，从而推动了新颖的像素蒸馏的当前知识蒸馏技术。为实现这一目标，我们提出了一名教师助理 - 学生（TAS）框架，将知识蒸馏分解为模型压缩阶段和高分辨率表示转移阶段。通过装备新颖的特点超分辨率（FSR）模块，我们的方法可以学习轻量级网络模型，可以实现与重型教师模型相似的准确性，但参数更少，推理速度和较低分辨率的输入。在三个广泛使用的基准，\即，幼崽200-2011，Pascal VOC 2007和ImageNetsub上的综合实验证明了我们方法的有效性。

人行道表面数据的获取和评估在路面条件评估中起着至关重要的作用。在本文中，提出了一个称为RHA-NET的自动路面裂纹分割的有效端到端网络，以提高路面裂纹分割精度。 RHA-NET是通过将残留块（重阻）和混合注意块集成到编码器架构结构中来构建的。这些重组用于提高RHA-NET提取高级抽象特征的能力。混合注意块旨在融合低级功能和高级功能，以帮助模型专注于正确的频道和裂纹区域，从而提高RHA-NET的功能表现能力。构建并用于训练和评估所提出的模型的图像数据集，其中包含由自设计的移动机器人收集的789个路面裂纹图像。与其他最先进的网络相比，所提出的模型在全面的消融研究中验证了添加残留块和混合注意机制的功能。此外，通过引入深度可分离卷积生成的模型的轻加权版本可以更好地实现性能和更快的处理速度，而U-NET参数数量的1/30。开发的系统可以在嵌入式设备Jetson TX2（25 fps）上实时划分路面裂纹。实时实验拍摄的视频将在https://youtu.be/3xiogk0fig4上发布。

交通标志检测是无人驾驶系统的具有挑战性的任务，特别是对于检测多尺度目标和检测的实时问题。在交通标志检测过程中，目标的比例大大变化，这将对检测精度产生一定的影响。特征金字塔广泛用于解决这个问题，但它可能会破坏不同的交通标志尺度的功能一致性。此外，在实际应用中，常用方法难以提高多尺度交通标志的检测精度，同时确保实时检测。在本文中，我们提出了一种改进的特征金字塔模型，名为AF-FPN，它利用自适应注意模块（AAM）和特征增强模块（FEM）来减少特征映射生成过程中的信息损失，并提高表示能力特征金字塔。我们用AF-FPN替换了YOLOV5中的原始特征金字塔网络，这在确保实时检测的前提下提高了YOLOV5网络的多尺度目标的检测性能。此外，提出了一种新的自动学习数据增强方法来丰富数据集，提高模型的稳健性，使其更适合实际情况。关于清华腾讯100K（TT100K）数据集的广泛实验结果证明了与多种最先进的方法相比，所提出的方法的有效性和优越性。

The unsupervised anomaly localization task faces the challenge of missing anomaly sample training, detecting multiple types of anomalies, and dealing with the proportion of the area of multiple anomalies. A separate teacher-student feature imitation network structure and a multi-scale processing strategy combining an image and feature pyramid are proposed to solve these problems. A network module importance search method based on gradient descent optimization is proposed to simplify the network structure. The experimental results show that the proposed algorithm performs better than the feature modeling anomaly localization method on the real industrial product detection dataset in the same period. The multi-scale strategy can effectively improve the effect compared with the benchmark method.

Real-time semantic segmentation has played an important role in intelligent vehicle scenarios. Recently, numerous networks have incorporated information from multi-size receptive fields to facilitate feature extraction in real-time semantic segmentation tasks. However, these methods preferentially adopt massive receptive fields to elicit more contextual information, which may result in inefficient feature extraction. We believe that the elaborated receptive fields are crucial, considering the demand for efficient feature extraction in real-time tasks. Therefore, we propose an effective and efficient architecture termed Dilation-wise Residual segmentation (DWRSeg), which possesses different sets of receptive field sizes within different stages. The architecture involves (i) a Dilation-wise Residual (DWR) module for extracting features based on different scales of receptive fields in the high level of the network; (ii) a Simple Inverted Residual (SIR) module that uses an inverted bottleneck structure to extract features from the low stage; and (iii) a simple fully convolutional network (FCN)-like decoder for aggregating multiscale feature maps to generate the prediction. Extensive experiments on the Cityscapes and CamVid datasets demonstrate the effectiveness of our method by achieving a state-of-the-art trade-off between accuracy and inference speed, in addition to being lighter weight. Without using pretraining or resorting to any training trick, we achieve 72.7% mIoU on the Cityscapes test set at a speed of 319.5 FPS on one NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti card, which is significantly faster than existing methods. The code and trained models are publicly available.