时空动作检测是视频理解的重要组成部分。当前的时空动作检测方法将首先使用对象检测器获得人候选建议。然后,该模型将将候选人分为不同的行动类别。所谓的两阶段方法很重,很难在现实世界应用中应用。一些现有的方法使用统一的模型结构,但它们使用香草模型的性能不佳,并且通常需要额外的模块来提高性能。在本文中,我们探讨了建立端到端时空动作探测器的策略,其修改最少。为此,我们提出了一种名为ME-STAD的新方法,该方法以端到端的方式解决了空间 - 周期性动作检测问题。除模型设计外,我们还提出了一种新颖的标签策略,以处理空间数据集中的稀疏注释。提出的ME-STAD比原始的两阶段探测器和减少80%的FLOPS取得更好的结果(2.2%的MAP增强)。此外,我们提出的我的stad仅具有先前方法的最小修改,并且不需要额外的组件。我们的代码将公开。
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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。
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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。
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我们提出了块茎:一种简单的时空视频动作检测解决方案。与依赖于离线演员检测器或手工设计的演员位置假设的现有方法不同,我们建议通过同时执行动作定位和识别从单个表示来直接检测视频中的动作微管。块茎学习一组管芯查询,并利用微调模块来模拟视频剪辑的动态时空性质,其有效地加强了与在时空空间中的演员位置假设相比的模型容量。对于包含过渡状态或场景变更的视频,我们提出了一种上下文意识的分类头来利用短期和长期上下文来加强行动分类,以及用于检测精确的时间动作程度的动作开关回归头。块茎直接产生具有可变长度的动作管,甚至对长视频剪辑保持良好的结果。块茎在常用的动作检测数据集AVA,UCF101-24和JHMDB51-21上优于先前的最先进。
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在这项研究中,我们深入研究了半监督对象检测〜(SSOD)所面临的独特挑战。我们观察到当前的探测器通常遭受3个不一致问题。 1)分配不一致,传统的分配策略对标记噪声很敏感。 2)子任务不一致,其中分类和回归预测在同一特征点未对准。 3)时间不一致,伪Bbox在不同的训练步骤中差异很大。这些问题导致学生网络的优化目标不一致,从而恶化了性能并减慢模型收敛性。因此,我们提出了一个系统的解决方案,称为一致的老师,以补救上述挑战。首先,自适应锚分配代替了基于静态的策略,该策略使学生网络能够抵抗嘈杂的psudo bbox。然后,我们通过设计功能比对模块来校准子任务预测。最后,我们采用高斯混合模型(GMM)来动态调整伪盒阈值。一致的老师在各种SSOD评估上提供了新的强大基线。只有10%的带注释的MS-Coco数据,它可以使用Resnet-50骨干实现40.0 MAP,该数据仅使用伪标签,超过了4个地图。当对完全注释的MS-Coco进行其他未标记的数据进行培训时,性能将进一步增加到49.1 MAP。我们的代码将很快开源。
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Temporal action detection (TAD) is extensively studied in the video understanding community by generally following the object detection pipeline in images. However, complex designs are not uncommon in TAD, such as two-stream feature extraction, multi-stage training, complex temporal modeling, and global context fusion. In this paper, we do not aim to introduce any novel technique for TAD. Instead, we study a simple, straightforward, yet must-known baseline given the current status of complex design and low detection efficiency in TAD. In our simple baseline (termed BasicTAD), we decompose the TAD pipeline into several essential components: data sampling, backbone design, neck construction, and detection head. We extensively investigate the existing techniques in each component for this baseline, and more importantly, perform end-to-end training over the entire pipeline thanks to the simplicity of design. As a result, this simple BasicTAD yields an astounding and real-time RGB-Only baseline very close to the state-of-the-art methods with two-stream inputs. In addition, we further improve the BasicTAD by preserving more temporal and spatial information in network representation (termed as PlusTAD). Empirical results demonstrate that our PlusTAD is very efficient and significantly outperforms the previous methods on the datasets of THUMOS14 and FineAction. Meanwhile, we also perform in-depth visualization and error analysis on our proposed method and try to provide more insights on the TAD problem. Our approach can serve as a strong baseline for future TAD research. The code and model will be released at https://github.com/MCG-NJU/BasicTAD.
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半监督的对象检测在平均教师驱动的自我训练的发展中取得了重大进展。尽管结果有令人鼓舞,但在先前的工作中尚未完全探索标签不匹配问题,从而导致自训练期间严重确认偏见。在本文中,我们从两个不同但互补的角度(即分布级别和实例级别)提出了一个简单而有效的标签框架。对于前者,根据Monte Carlo采样,可以合理地近似来自标记数据的未标记数据的类分布。在这种弱监督提示的指导下,我们引入了一个重新分配卑鄙的老师,该老师利用自适应标签 - 分布意识到的信心阈值来生成无偏见的伪标签来推动学生学习。对于后一个,存在着跨教师模型的被忽视的标签分配歧义问题。为了解决这个问题,我们提出了一种新的标签分配机制,用于自我训练框架,即提案自我分配,该机制将学生的建议注入教师,并生成准确的伪标签,以相应地匹配学生模型中的每个建议。 MS-Coco和Pascal-VOC数据集的实验证明了我们提出的框架与其他最先进的框架相当优越。代码将在https://github.com/hikvision-research/ssod上找到。
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随着半监督对象检测(SS-OD)技术的最新开发,可以使用有限的标记数据和丰富的未标记数据来改进对象检测器。但是,仍然有两个挑战未解决:(1)在无锚点检测器上没有先前的SS-OD作品,并且(2)当伪标记的边界框回归时,先前的工作是无效的。在本文中,我们提出了无偏见的教师V2,其中显示了SS-OD方法对无锚定检测器的概括,并引入了无监督回归损失的侦听机制。具体而言,我们首先提出了一项研究,研究了现有的SS-OD方法在无锚固探测器上的有效性,并发现在半监督的设置下它们的性能改善要较低。我们还观察到,在无锚点检测器中使用的中心度和基于本地化的标签的盒子选择不能在半监视的设置下正常工作。另一方面,我们的聆听机制明确地阻止了在边界框回归训练中误导伪标记。我们特别开发了一种基于教师和学生的相对不确定性的新型伪标记的选择机制。这个想法有助于半监督环境中回归分支的有利改善。我们的方法适用于无锚固方法和基于锚的方法,它始终如一地对VOC,可可标准和可可添加的最新方法表现出色。
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Scaling object taxonomies is one of the important steps toward a robust real-world deployment of recognition systems. We have faced remarkable progress in images since the introduction of the LVIS benchmark. To continue this success in videos, a new video benchmark, TAO, was recently presented. Given the recent encouraging results from both detection and tracking communities, we are interested in marrying those two advances and building a strong large vocabulary video tracker. However, supervisions in LVIS and TAO are inherently sparse or even missing, posing two new challenges for training the large vocabulary trackers. First, no tracking supervisions are in LVIS, which leads to inconsistent learning of detection (with LVIS and TAO) and tracking (only with TAO). Second, the detection supervisions in TAO are partial, which results in catastrophic forgetting of absent LVIS categories during video fine-tuning. To resolve these challenges, we present a simple but effective learning framework that takes full advantage of all available training data to learn detection and tracking while not losing any LVIS categories to recognize. With this new learning scheme, we show that consistent improvements of various large vocabulary trackers are capable, setting strong baseline results on the challenging TAO benchmarks.
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Semi-supervised object detection (SSOD) aims to boost detection performance by leveraging extra unlabeled data. The teacher-student framework has been shown to be promising for SSOD, in which a teacher network generates pseudo-labels for unlabeled data to assist the training of a student network. Since the pseudo-labels are noisy, filtering the pseudo-labels is crucial to exploit the potential of such framework. Unlike existing suboptimal methods, we propose a two-step pseudo-label filtering for the classification and regression heads in a teacher-student framework. For the classification head, OCL (Object-wise Contrastive Learning) regularizes the object representation learning that utilizes unlabeled data to improve pseudo-label filtering by enhancing the discriminativeness of the classification score. This is designed to pull together objects in the same class and push away objects from different classes. For the regression head, we further propose RUPL (Regression-Uncertainty-guided Pseudo-Labeling) to learn the aleatoric uncertainty of object localization for label filtering. By jointly filtering the pseudo-labels for the classification and regression heads, the student network receives better guidance from the teacher network for object detection task. Experimental results on Pascal VOC and MS-COCO datasets demonstrate the superiority of our proposed method with competitive performance compared to existing methods.
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在自主驾驶场景中,基于点云的主导云的3D对象检测器很大程度上依赖于大量准确标记的样品,但是,点云中的3D注释非常乏味,昂贵且耗时。为了减少对大量监督的依赖,已经提出了基于半监督的学习(SSL)方法。伪标记的方法通常用于SSL框架,但是,教师模型的低质量预测严重限制了其性能。在这项工作中,我们通过将教师模型增强到具有几种必要的设计的熟练培训模型,为半监督3D对象检测提出了一个新的伪标记框架。首先,为了改善伪标签的召回,提出了一个时空集合(Ste)模块来生成足够的种子盒。其次,为了提高召回框的精确度,基于群集的盒子投票(CBV)模块旨在从聚类的种子盒中获得汇总投票。这也消除了精致阈值选择伪标签的必要性。此外,为了减少训练期间错误的伪标记样本的负面影响,通过考虑智慧对比度学习(BCL)提出了软监督信号。在一次和Waymo数据集上验证了我们的模型的有效性。例如,一次,我们的方法将基线显着提高了9.51地图。此外,有了一半的注释,我们的模型在Waymo上的完整注释都优于Oracle模型。
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构建强大的通用对象检测框架需要扩展到更大的标签空间和更大的培训数据集。但是,大规模获取数千个类别的注释是高昂的成本。我们提出了一种新颖的方法,该方法利用了最近的视觉和语言模型中可用的丰富语义来将对象定位和分类在未标记的图像中,从而有效地生成了伪标签以进行对象检测。从通用和类别的区域建议机制开始,我们使用视觉和语言模型将图像的每个区域分类为下游任务所需的任何对象类别。我们在两个特定的任务(开放式摄影检测检测)中演示了生成的伪标签的值,其中模型需要概括为看不见的对象类别以及半监督对象检测,其中可以使用其他未标记的图像来改善模型。我们的经验评估显示了伪标签在这两个任务中的有效性,我们在其中优于竞争基准并实现了开放式摄制对象检测的新颖最新。我们的代码可在https://github.com/xiaofeng94/vl-plm上找到。
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半弱监督和监督的学习最近在对象检测文献中引起了很大的关注,因为它们可以减轻成功训练深度学习模型所需的注释成本。半监督学习的最先进方法依赖于使用多阶段过程训练的学生老师模型,并大量数据增强。为弱监督的设置开发了自定义网络,因此很难适应不同的检测器。在本文中,引入了一种弱半监督的训练方法,以减少这些训练挑战,但通过仅利用一小部分全标记的图像,并在弱标记图像中提供信息来实现最先进的性能。特别是,我们基于通用抽样的学习策略以在线方式产生伪基真实(GT)边界框注释,消除了对多阶段培训的需求和学生教师网络配置。这些伪GT框是根据通过得分传播过程累积的对象建议的分类得分从弱标记的图像中采样的。 PASCAL VOC数据集的经验结果表明,使用VOC 2007作为完全标记的拟议方法可提高性能5.0%,而VOC 2012作为弱标记数据。同样,有了5-10%的完全注释的图像,我们观察到MAP中的10%以上的改善,表明对图像级注释的适度投资可以大大改善检测性能。
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在这项工作中,我们专注于半监督学习的视频动作检测,该学习既利用标签和未标记的数据。我们提出了一种简单的基于端到端一致性的方法,该方法有效地利用了未标记的数据。视频动作检测需要,行动类预测以及动作的时空定位。因此,我们研究了两种类型的约束,分类一致性和时空的一致性。视频中主要背景和静态区域的存在使得利用时空的一致性进行动作检测使其具有挑战性。为了解决这个问题,我们提出了两个新颖的正规化约束,以实现时空的一致性。 1)时间相干性和2)梯度平滑度。这两个方面都利用视频中的动作的时间连续性,并且被发现有效利用未标记的视频进行动作检测。我们证明了所提出的方法对两个不同的动作检测基准数据集的有效性,即UCF101-24和JHMDB-21。此外,我们还展示了YouTube-VOS上提出的视频对象分割方法的有效性,该方法证明了其概括能力,与最近完全监督的方法相比,提出的方法仅在UCF101-24上仅使用20%的注释来实现竞争性能。在UCF101-24上,与监督方法相比,它分别在0.5 F-MAP和V-MAP时分别提高了 +8.9%和 +11%。
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弱监督对象检测(WSOD)旨在仅训练需要图像级注释的对象检测器。最近,一些作品设法选择了从训练有素的WSOD网络生成的准确框,以监督半监督的检测框架以提高性能。但是,这些方法只需根据图像级标准将设置的训练分为标记和未标记的集合,从而选择了足够的错误标记或错误的局部盒子预测作为伪基真正的真实性,从而产生了次优的检测性能解决方案。为了克服这个问题,我们提出了一个新颖的WSOD框架,其新范式从弱监督到嘈杂的监督(W2N)。通常,通过训练有素的WSOD网络产生的给定的伪基真实性,我们提出了一种两模块迭代训练算法来完善伪标签并逐步监督更好的对象探测器。在定位适应模块中,我们提出正规化损失,以减少原始伪基真实性中判别零件的比例,从而获得更好的伪基真实性,以进行进一步的训练。在半监督的模块中,我们提出了两个任务实例级拆分方法,以选择用于训练半监督检测器的高质量标签。不同基准测试的实验结果验证了W2N的有效性,我们的W2N优于所有现有的纯WSOD方法和转移学习方法。我们的代码可在https://github.com/1170300714/w2n_wsod上公开获得。
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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。
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微创手术中的手术工具检测是计算机辅助干预措施的重要组成部分。当前的方法主要是基于有监督的方法,这些方法需要大量的完全标记的数据来培训监督模型,并且由于阶级不平衡问题而患有伪标签偏见。但是,带有边界框注释的大图像数据集通常几乎无法使用。半监督学习(SSL)最近出现了仅使用适度的注释数据训练大型模型的一种手段。除了降低注释成本。 SSL还显示出希望产生更强大和可推广的模型。因此,在本文中,我们在手术工具检测范式中介绍了半监督学习(SSL)框架,该框架旨在通过知识蒸馏方法来减轻培训数据的稀缺和数据失衡。在拟议的工作中,我们培训了一个标有数据的模型,该模型启动了教师学生的联合学习,在该学习中,学生接受了来自未标记数据的教师生成的伪标签的培训。我们提出了一个多级距离,在检测器的利益区域头部具有基于保证金的分类损失函数,以有效地将前景类别与背景区域隔离。我们在M2CAI16-Tool-locations数据集上的结果表明,我们的方法在不同的监督数据设置(1%,2%,5%,注释数据的10%)上的优越性,其中我们的模型可实现8%,12%和27的总体改善在最先进的SSL方法和完全监督的基线上,MAP中的%(在1%标记的数据上)。该代码可在https://github.com/mansoor-at/semi-supervise-surgical-tool-det上获得
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Open-World实例细分(OWIS)旨在从图像中分割类不足的实例,该图像具有广泛的现实应用程序,例如自主驾驶。大多数现有方法遵循两阶段的管道:首先执行类不足的检测,然后再进行特定于类的掩模分段。相比之下,本文提出了一个单阶段框架,以直接为每个实例生成掩码。另外,实例掩码注释在现有数据集中可能很吵。为了克服这个问题,我们引入了新的正规化损失。具体而言,我们首先训练一个额外的分支来执行预测前景区域的辅助任务(即属于任何对象实例的区域),然后鼓励辅助分支的预测与实例掩码的预测一致。关键的见解是,这种交叉任务一致性损失可以充当误差校正机制,以打击注释中的错误。此外,我们发现所提出的跨任务一致性损失可以应用于图像,而无需任何注释,将自己借给了半监督的学习方法。通过广泛的实验,我们证明了所提出的方法可以在完全监督和半监督的设置中获得令人印象深刻的结果。与SOTA方法相比,所提出的方法将$ ap_ {100} $得分提高了4.75 \%\%\%\ rightarrow $ uvo设置和4.05 \%\%\%\%\%\%\ rightarrow $ uvo设置。在半监督学习的情况下,我们的模型仅使用30 \%标记的数据学习,甚至超过了其完全监督的数据,并具有5​​0 \%标记的数据。该代码将很快发布。
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用于对象检测的注释边界框很昂贵,耗时且容易出错。在这项工作中,我们提出了一个基于DITR的框架,该框架旨在在部分注释的密集场景数据集中明确完成丢失的注释。这减少了注释场景中的每个对象实例,从而降低注释成本。完成DETR解码器中的对象查询,并使用图像中对象的补丁信息。结合匹配损失,它可以有效地找到与输入补丁相似的对象并完成丢失的注释。我们表明,我们的框架优于最先进的方法,例如软采样和公正的老师,同时可以与这些方法一起使用以进一步提高其性能。我们的框架对下游对象探测器的选择也不可知。我们显示了多个流行探测器的性能改进,例如在多个密集的场景数据集中更快的R-CNN,CASCADE R-CNN,CENTERNET2和可变形的DETR。
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大多数最先进的实例级人类解析模型都采用了两阶段的基于锚的探测器,因此无法避免启发式锚盒设计和像素级别缺乏分析。为了解决这两个问题,我们设计了一个实例级人类解析网络,该网络在像素级别上无锚固且可解决。它由两个简单的子网络组成:一个用于边界框预测的无锚检测头和一个用于人体分割的边缘引导解析头。无锚探测器的头继承了像素样的优点,并有效地避免了对象检测应用中证明的超参数的敏感性。通过引入部分感知的边界线索,边缘引导的解析头能够将相邻的人类部分与彼此区分开,最多可在一个人类实例中,甚至重叠的实例。同时,利用了精炼的头部整合盒子级别的分数和部分分析质量,以提高解析结果的质量。在两个多个人类解析数据集(即CIHP和LV-MHP-V2.0)和一个视频实例级人类解析数据集(即VIP)上进行实验,表明我们的方法实现了超过全球级别和实例级别的性能最新的一阶段自上而下的替代方案。
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