我们在语义分段（NCDSS）中介绍了新型类发现的新设置，其目的在于将未标记的图像分段，其中给出了从标记的不相交类集之前知识的新类。与看起来在图像分类中的新型类发现的现有方法相比，我们专注于更具挑战性的语义细分。在NCDS中，我们需要区分对象和背景，并处理图像内的多个类的存在，这增加了使用未标记数据的难度。为了解决这个新的设置，我们利用标记的基础数据和显着模型来粗略地集群新颖的课程，以便在我们的基本框架中进行模型培训。此外，我们提出了基于熵的不确定性建模和自我培训（EUMS）框架来克服嘈杂的伪标签，进一步提高了新颖类别的模型性能。我们的欧姆斯利用熵排名技术和动态重新分配来蒸馏清洁标签，从而充分利用自我监督的学习来充分利用嘈杂的数据。我们在Pascal-5 $ ^ i $ dataSet上构建NCDSS基准。广泛的实验表明了基本框架的可行性（实现了平均Miou的49.81％）和欧姆斯框架的有效性（优于9.28％Miou的基本框架）。

自我训练在半监督学习中表现出巨大的潜力。它的核心思想是使用在标记数据上学习的模型来生成未标记样本的伪标签，然后自我教学。为了获得有效的监督，主动尝试通常会采用动量老师进行伪标签的预测，但要观察确认偏见问题，在这种情况下，错误的预测可能会提供错误的监督信号并在培训过程中积累。这种缺点的主要原因是，现行的自我训练框架充当以前的知识指导当前状态，因为老师仅与过去的学生更新。为了减轻这个问题，我们提出了一种新颖的自我训练策略，该策略使模型可以从未来学习。具体而言，在每个培训步骤中，我们都会首先优化学生（即，在不将其应用于模型权重的情况下缓存梯度），然后用虚拟未来的学生更新老师，最后要求老师为伪标记生产伪标签目前的学生作为指导。这样，我们设法提高了伪标签的质量，从而提高了性能。我们还通过深入（FST-D）和广泛（FST-W）窥视未来，开发了我们未来自我训练（FST）框架的两个变体。将无监督的域自适应语义分割和半监督语义分割的任务作为实例，我们在广泛的环境下实验表明了我们方法的有效性和优越性。代码将公开可用。

虽然现有的语义分割方法实现令人印象深刻的结果，但它们仍然努力将其模型逐步更新，因为新类别被发现。此外，逐个像素注释昂贵且耗时。本文提出了一种新颖的对语义分割学习弱增量学习的框架，旨在学习从廉价和大部分可用的图像级标签进行新课程。与现有的方法相反，需要从下线生成伪标签，我们使用辅助分类器，用图像级标签培训并由分段模型规范化，在线获取伪监督并逐步更新模型。我们通过使用由辅助分类器生成的软标签来应对过程中的内在噪声。我们展示了我们对Pascal VOC和Coco数据集的方法的有效性，表现出离线弱监督方法，并获得了具有全面监督的增量学习方法的结果。

Pseudo supervision is regarded as the core idea in semi-supervised learning for semantic segmentation, and there is always a tradeoff between utilizing only the high-quality pseudo labels and leveraging all the pseudo labels. Addressing that, we propose a novel learning approach, called Conservative-Progressive Collaborative Learning (CPCL), among which two predictive networks are trained in parallel, and the pseudo supervision is implemented based on both the agreement and disagreement of the two predictions. One network seeks common ground via intersection supervision and is supervised by the high-quality labels to ensure a more reliable supervision, while the other network reserves differences via union supervision and is supervised by all the pseudo labels to keep exploring with curiosity. Thus, the collaboration of conservative evolution and progressive exploration can be achieved. To reduce the influences of the suspicious pseudo labels, the loss is dynamic re-weighted according to the prediction confidence. Extensive experiments demonstrate that CPCL achieves state-of-the-art performance for semi-supervised semantic segmentation.

在本文中，我们表明，自我监督的功能学习的最新进展使无监督的对象发现和语义细分，其性能与10年前的监督语义分割相匹配。我们提出了一种基于无监督的显着性掩码和自我监督的特征聚类的方法，以启动对象发现，然后在伪标签上训练语义分割网络，以在带有多个对象的图像上引导系统。我们介绍了Pascal VOC的结果，该结果远远超出了当前的最新状态（47.3 MIOU），我们首次在整个81个类别中向COCO上首次报告结果：我们的方法发现了34个类别，价格超过20美元\％$ iou，同时获得所有81个类别的平均值为19.6。

最近的半监督学习（SSL）方法通常基于伪标记。由于SSL性能受到伪标签质量的大大影响，因此已经提出了相互学习，以有效地抑制伪监管中的噪音。在这项工作中，我们提出了强大的相互学习，可以在两个方面提高先前的方法。首先，vanilla相互学习者遭受耦合问题，模型可能会聚以学习同质知识。我们通过介绍卑鄙教师来产生互动监督，以便在这两个学生之间没有直接互动来解决这个问题。我们还表明，强大的数据增强，模型噪声和异构网络架构对于缓解模型耦合至关重要。其次，我们注意到相互学习未能利用网络自身的伪标签改进能力。因此，我们介绍了自我整改，利用内部知识，并在相互教学前明确地整流伪标签。这种自我整改和共同教学在整个学习过程中协同提高了伪标签准确性。所提出的强大相互学习在低数据制度中展示了最先进的性能。

在最近的半监督语义分割方法中，一致性正则化已被广泛研究。从图像，功能和网络扰动中受益，已经实现了出色的性能。为了充分利用这些扰动，在这项工作中，我们提出了一个新的一致性正则化框架，称为相互知识蒸馏（MKD）。我们创新地基于一致性正则化方法，创新了两个辅助均值老师模型。更具体地说，我们使用一位卑鄙的老师生成的伪标签来监督另一个学生网络，以在两个分支之间进行相互知识蒸馏。除了使用图像级强和弱的增强外，我们还采用了特征增强，考虑隐性语义分布来增加对学生的进一步扰动。提出的框架大大增加了训练样本的多样性。公共基准测试的广泛实验表明，我们的框架在各种半监督设置下都优于先前的最先进方法（SOTA）方法。

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。

Positive-Unlabeled (PU) learning aims to learn a model with rare positive samples and abundant unlabeled samples. Compared with classical binary classification, the task of PU learning is much more challenging due to the existence of many incompletely-annotated data instances. Since only part of the most confident positive samples are available and evidence is not enough to categorize the rest samples, many of these unlabeled data may also be the positive samples. Research on this topic is particularly useful and essential to many real-world tasks which demand very expensive labelling cost. For example, the recognition tasks in disease diagnosis, recommendation system and satellite image recognition may only have few positive samples that can be annotated by the experts. These methods mainly omit the intrinsic hardness of some unlabeled data, which can result in sub-optimal performance as a consequence of fitting the easy noisy data and not sufficiently utilizing the hard data. In this paper, we focus on improving the commonly-used nnPU with a novel training pipeline. We highlight the intrinsic difference of hardness of samples in the dataset and the proper learning strategies for easy and hard data. By considering this fact, we propose first splitting the unlabeled dataset with an early-stop strategy. The samples that have inconsistent predictions between the temporary and base model are considered as hard samples. Then the model utilizes a noise-tolerant Jensen-Shannon divergence loss for easy data; and a dual-source consistency regularization for hard data which includes a cross-consistency between student and base model for low-level features and self-consistency for high-level features and predictions, respectively.

Jitendra Malik once said, "Supervision is the opium of the AI researcher". Most deep learning techniques heavily rely on extreme amounts of human labels to work effectively. In today's world, the rate of data creation greatly surpasses the rate of data annotation. Full reliance on human annotations is just a temporary means to solve current closed problems in AI. In reality, only a tiny fraction of data is annotated. Annotation Efficient Learning (AEL) is a study of algorithms to train models effectively with fewer annotations. To thrive in AEL environments, we need deep learning techniques that rely less on manual annotations (e.g., image, bounding-box, and per-pixel labels), but learn useful information from unlabeled data. In this thesis, we explore five different techniques for handling AEL.

受益于从特定情况（源）收集的相当大的像素级注释，训练有素的语义分段模型表现得非常好，但由于大域移位而导致的新情况（目标）失败。为了缓解域间隙，先前的跨域语义分段方法始终在域对齐期间始终假设源数据和目标数据的共存。但是，在实际方案中访问源数据可能会引发隐私问题并违反知识产权。为了解决这个问题，我们专注于一个有趣和具有挑战性的跨域语义分割任务，其中仅向目标域提供训练源模型。具体地，我们提出了一种称为ATP的统一框架，其包括三种方案，即特征对准，双向教学和信息传播。首先，我们设计了课程熵最小化目标，以通过提供的源模型隐式对准目标功能与看不见的源特征。其次，除了vanilla自我训练中的正伪标签外，我们是第一个向该领域引入负伪标签的，并开发双向自我训练策略，以增强目标域中的表示学习。最后，采用信息传播方案来通过伪半监督学习进一步降低目标域内的域内差异。综合与跨城市驾驶数据集的广泛结果验证\ TextBF {ATP}产生最先进的性能，即使是需要访问源数据的方法。

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。

Recent studies on semi-supervised semantic segmentation (SSS) have seen fast progress. Despite their promising performance, current state-of-the-art methods tend to increasingly complex designs at the cost of introducing more network components and additional training procedures. Differently, in this work, we follow a standard teacher-student framework and propose AugSeg, a simple and clean approach that focuses mainly on data perturbations to boost the SSS performance. We argue that various data augmentations should be adjusted to better adapt to the semi-supervised scenarios instead of directly applying these techniques from supervised learning. Specifically, we adopt a simplified intensity-based augmentation that selects a random number of data transformations with uniformly sampling distortion strengths from a continuous space. Based on the estimated confidence of the model on different unlabeled samples, we also randomly inject labelled information to augment the unlabeled samples in an adaptive manner. Without bells and whistles, our simple AugSeg can readily achieve new state-of-the-art performance on SSS benchmarks under different partition protocols.

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。

就像其他少量学习问题一样，很少拍摄的细分旨在最大限度地减少手动注释的需求，这在分割任务中特别昂贵。即使少量拍摄设置降低了新型测试类的这种成本，仍然需要注释培训数据。为了减轻这种需求，我们提出了一种自我监督的培训方法，用于学习几次射门分割模型。我们首先使用无监督的显着性估计来获得图像上的伪掩码。然后，我们将在不同的伪掩模的不同分割和增强图像的不同分裂上培训一个简单的原型模型。我们广泛的实验表明，该方法达到了有希望的结果，突出了自我监督培训的潜力。据我们所知，这是第一个解决自然图像上无监督的少量分割问题的第一项工作。

尽管半监督学习（SSL）的最新研究已经在单标签分类问题上取得了强劲的表现，但同样重要但毫无疑问的问题是如何利用多标签分类任务中未标记数据的优势。为了将SSL的成功扩展到多标签分类，我们首先使用说明性示例进行分析，以获得有关多标签分类中存在的额外挑战的一些直觉。基于分析，我们提出了一个基于百分比的阈值调整方案的百分位摩擦，以动态地改变训练期间每个类别的正和负伪标签的得分阈值，以及动态的未标记失误权重，从而进一步降低了从早期未标记的预测。与最近的SSL方法相比，在不丧失简单性的情况下，我们在Pascal VOC2007和MS-Coco数据集上实现了强劲的性能。

For best performance, today's semantic segmentation methods use large and carefully labeled datasets, requiring expensive annotation budgets. In this work, we show that coarse annotation is a low-cost but highly effective alternative for training semantic segmentation models. Considering the urban scene segmentation scenario, we leverage cheap coarse annotations for real-world captured data, as well as synthetic data to train our model and show competitive performance compared with finely annotated real-world data. Specifically, we propose a coarse-to-fine self-training framework that generates pseudo labels for unlabeled regions of the coarsely annotated data, using synthetic data to improve predictions around the boundaries between semantic classes, and using cross-domain data augmentation to increase diversity. Our extensive experimental results on Cityscapes and BDD100k datasets demonstrate that our method achieves a significantly better performance vs annotation cost tradeoff, yielding a comparable performance to fully annotated data with only a small fraction of the annotation budget. Also, when used as pretraining, our framework performs better compared to the standard fully supervised setting.

无监督的语义分割旨在在没有手动注释的情况下获得高级视觉功能的高级语义表示。大多数现有方法是基于其视觉提示或某些预定义规则尝试将像素分组为区域的自下而上的方法。因此，在具有多个对象的复杂场景和共享类似的视觉外观的某些对象时，这些自下而上的方法难以产生细粒度的语义分割。相比之下，我们提出了一个在极其复杂的情景中的细粒度分割的第一个自上而下的无监督语义分割框架。具体而言，我们首先以自我监督的学习方式从大规模视觉数据中获得丰富的高级结构化语义概念信息，并在发现目标数据集中呈现的潜在语义类别之前使用此类信息。其次，通过计算关于某些发现的语义表示的类激活地图（CAM）来计算发现的高电平语义类别以映射到低级像素特征。最后，所获得的凸轮用作伪标签，以培训分割模块并产生最终的语义分割。多个语义分割基准测试的实验结果表明，我们的自上而下的无监督分割对于对象为中心和以场景为中心的数据集，在不同的语义粒度水平下，并且优于所有最新的最先进的自下而上方法。我们的代码可用于\ URL {https://github.com/damo-cv/transfgugu}。

深度学习的快速发展在分割方面取得了长足的进步，这是计算机视觉的基本任务之一。但是，当前的细分算法主要取决于像素级注释的可用性，这些注释通常昂贵，乏味且费力。为了减轻这一负担，过去几年见证了越来越多的关注，以建立标签高效，深度学习的细分算法。本文对标签有效的细分方法进行了全面的审查。为此，我们首先根据不同类型的弱标签提供的监督（包括没有监督，粗略监督，不完整的监督和嘈杂的监督和嘈杂的监督），首先开发出一种分类法来组织这些方法，并通过细分类型（包括语义细分）补充，实例分割和全景分割）。接下来，我们从统一的角度总结了现有的标签有效的细分方法，该方法讨论了一个重要的问题：如何弥合弱监督和密集预测之间的差距 - 当前的方法主要基于启发式先导，例如交叉像素相似性，跨标签约束，跨视图一致性，跨图像关系等。最后，我们分享了对标签有效深层细分的未来研究方向的看法。

半监督语义分割的流行方法主要采用了使用卷积神经网络（CNN）（CNN）的统一网络模型，并在应用于输入或模型的小型扰动上实施模型预测的一致性。但是，这种学习范式受到a）基于CNN模型的学习能力有限； b）学习未标记数据的判别特征的能力有限； c）从整个图像中对全球和本地信息的学习有限。在本文中，我们提出了一种新型的半监督学习方法，称为Transformer-CNN队列（TCC），该方法由两个基于视觉变压器（VIT）的学生组成，另一种是基于CNN的学生。我们的方法巧妙地通过伪标记来纳入预测和异质特征空间上的多级一致性正则化，用于未标记的数据。首先，由于VIT学生的输入是图像贴片，因此特征地图提取了编码至关重要的类统计。为此，我们建议首先利用每个学生作为伪标签并生成类吸引功能（CF）映射的班级感知功能一致性蒸馏（CFCD）。然后，它通过学生之间的CF地图传输知识。其次，随着VIT学生对所有层具有更统一的表示，我们提出一致性感知的交叉蒸馏以在类像素方面的预测之间转移知识。我们在CityScapes和Pascal VOC 2012数据集上验证了TCC框架，该数据集大大优于现有的半监督方法。