长期以来,将物体检测推向开放量和几乎没有射击转移一直是计算机视觉研究的挑战。这项工作探讨了一种持续的学习方法,该方法使探测器能够通过多数据远见语言的预训练扩展其零/少量功能。我们使用自然语言作为知识表示,我们探讨了从不同培训数据集积累“视觉词汇”的方法,并将任务统一为语言条件的检测框架。具体而言,我们提出了一种新颖的语言感知探测器OMDET和一种新颖的培训机制。拟议的多模式检测网络可以解决多数据库联合培训中的技术挑战,并且可以推广到任意数量的培训数据集,而无需手动标签分类合并的要求。与单独训练相比,Coco,Pascal VOC和更宽的面部/行人的实验结果通过在关节训练中或更高的分数来证实了疗效。此外,我们对超过400万个独特的对象词汇进行了预先培训,并在ODINW的35个下游任务上评估了所得模型。结果表明,OMDET能够在ODINW上实现最新的微调性能。分析表明,通过扩展提出的预训练方法,OMDET继续改善其零/少量调整性能,这表明了进一步扩展的有希望的方法。
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本文介绍了用于学习对象级别,语言感知和富含语义的视觉表示的接地语言图像预培训(GLIP)模型。 Glip统一对象检测和短语进行预培训。统一带来了两个好处:1)它允许GLIP从检测和接地数据中学习,以改善两个任务和引导良好的接地模型; 2)GLIP可以通过以自培训方式产生接地盒来利用大规模的图像文本对,使学习的表示是语义丰富的。在我们的实验中,我们在27M的接地数据上预先列车触胶,包括3M人的注释和24M Web爬网的图像文本对。学习的表示表明了强烈的零射击和对各种对象识别任务的可转换性。 1)直接在Coco和LVIS上评估(在训练期间没有在Coco中看到任何图像)时,Plip分别达到49.8 AP和26.9 AP,超过许多监督基线。 2)在COCO上微调后,GLIP在Val和61.5 AP上实现60.8 AP在测试开发上,超过先前的SOTA。 3)当转移到下游对象检测任务时,具有完全监控动态头的1次触发器竞争对手。代码将在https://github.com/microsoft/glip发布。
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尽管对象检测方面取得了很大进展,但由于实例级边界盒注释所需的巨大人性化,大多数现有方法都仅限于一小一少量的对象类别。为了减轻问题,最近的开放词汇和零射击检测方法试图检测培训期间未见的对象类别。但是,这些方法仍然依赖于一组基类上手动提供的边界盒注释。我们提出了一个开放的词汇检测框架,可以在没有手动提供边界盒注释的情况下培训。我们的方法通过利用预先训练的视觉语言模型的本地化能力来实现这一目标,并产生可直接用于训练对象探测器的伪边界盒标签。 Coco,Pascal VOC,Objects365和LVIS的实验结果证明了我们方法的有效性。具体而言,我们的方法优于使用人类注释的边界箱训练的最先进(SOTA),即使我们的培训源未配备手动边界盒标签,也可以在COCO新型类别上用3%AP培训。在利用手动边界箱标签作为基线时,我们的方法主要超过8%的AP。
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Existing object detection methods are bounded in a fixed-set vocabulary by costly labeled data. When dealing with novel categories, the model has to be retrained with more bounding box annotations. Natural language supervision is an attractive alternative for its annotation-free attributes and broader object concepts. However, learning open-vocabulary object detection from language is challenging since image-text pairs do not contain fine-grained object-language alignments. Previous solutions rely on either expensive grounding annotations or distilling classification-oriented vision models. In this paper, we propose a novel open-vocabulary object detection framework directly learning from image-text pair data. We formulate object-language alignment as a set matching problem between a set of image region features and a set of word embeddings. It enables us to train an open-vocabulary object detector on image-text pairs in a much simple and effective way. Extensive experiments on two benchmark datasets, COCO and LVIS, demonstrate our superior performance over the competing approaches on novel categories, e.g. achieving 32.0% mAP on COCO and 21.7% mask mAP on LVIS. Code is available at: https://github.com/clin1223/VLDet.
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将简单的体系结构与大规模预训练相结合已导致图像分类的大量改进。对于对象检测,预训练和缩放方法的确定性不佳,尤其是在长尾和开放式摄影的环境中,训练数据相对较少。在本文中,我们提出了一个强大的配方,用于将图像文本模型转移到开放式对象检测中。我们使用具有最小修改,对比度文本预训练和端到端检测微调的标准视觉变压器体系结构。我们对该设置的缩放属性的分析表明,增加图像级预训练和模型大小在下游检测任务上产生一致的改进。我们提供适应性策略和正规化,以实现零击文本条件和单次图像条件对象检测的非常强劲的性能。代码和型号可在GitHub上找到。
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开放世界对象检测是一个更具笼统和挑战性的目标,旨在识别和本地化由任意类别名称描述的对象。最近的工作GLIP通过将检测数据集的所有类别名称连接到句子中,从而将此问题作为接地问题,从而导致类别名称之间的效率低下的相互作用。本文介绍了Distclip,这是一种通过诉诸于设计概念词典的知识富集,是一种平行的视觉概念训练预训练方法,用于开放世界检测。为了提高学习效率,我们提出了一种新型的并行概念公式,该公式分别提取概念,以更好地利用异质数据集(即检测,接地和图像文本对)进行培训。我们进一步设计了来自各种在线资源和检测数据集的概念字典〜(带有描述),以提供每个概念的先验知识。通过用描述丰富这些概念,我们明确地建立了各种概念之间的关系,以促进开放域学习。所提出的概念词典进一步用于提供足够的负面概念,用于构建单词区域对齐损失\,并完成图像对文本对数据标题中缺少描述的对象的标签。所提出的框架显示出强烈的零射击性能性能,例如,在LVIS数据集上,我们的DETCLIP-T优于9.9%的地图GLIPT-T优于GLIP-T,并且与完全避免的型号相比,稀有类别的稀有类别提高了13.5%。作为我们的。
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这项工作的目的是使用零手动注释建立可扩展的管道,以将对象检测器扩展到新颖/看不见的类别。为此,我们做出以下四个贡献:(i)追求概括,我们提出了一个两阶段的开放式摄制对象检测器,其中类无形的对象建议与预先训练的视觉视觉训练的文本编码一起分类语言模型; (ii)要将视觉潜在空间(RPN框建议)与预训练的文本编码器配对,我们提出了区域提示的概念,以学习将文本嵌入空间与区域视觉对象特征相结合; (iii)为了扩展学习过程以检测更广泛的对象,我们通过新颖的自我训练框架利用可用的在线资源,该框架允许在嘈杂的未经图像的网络图像上训练所提出的检测器。最后,(iv)评估我们所提出的检测器,称为及时插图,我们对具有挑战性的LVI和MS-COCO数据集进行了广泛的实验。提示件表现出优于现有方法的卓越性能,而其他培训图像和零手动注释较少。带代码的项目页面:https://fcjian.github.io/promptdet。
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什么构成一个物体?这是计算机愿景中的长期问题。为了实现这一目标,已经开发了许多基于学习的基于学习的方法来得分对象。但是,它们通常不会划过新域和未经看不见的对象。在本文中,我们倡导现有方法缺乏由人类可理解的语义管理的自上而下的监督信号。为了弥合这一差距,我们探索了已经用对齐的图像文本对培训的多模态视觉变压器(MVIT)。我们对各个域和新型对象的广泛实验显示了MVITS的最先进的性能,以使图像中的通用对象本地化。基于这些发现,我们使用多尺度特征处理和可变形的自我关注来开发一种高效且灵活的MVIT架构,可以自适应地生成给定特定语言查询的提议。我们展示了MVIT提案在各种应用中的重要性,包括开放世界对象检测,突出和伪装对象检测,监督和自我监督的检测任务。此外,MVITS提供了具有可理解文本查询的增强的交互性。代码:https://git.io/j1hpy。
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利用大规模数据可以在许多计算机视觉任务上引入性能增长。不幸的是,当对象检测中训练多个数据集下的单个模型时,这并没有发生。我们观察到两个主要障碍:分类学差异和边界框注释不一致,这引入了不同数据集中的域间隙,从而阻止我们进行联合培训。在本文中,我们表明,可以通过简单地将对象查询在每个数据集的类别嵌入语言嵌入中来有效地解决这两个挑战。我们设计一个检测中心以根据数据集的不同分布在类别嵌入中动态调整查询。与以前的方法试图学习所有数据集的联合嵌入方式不同,我们的适应方法可以利用语言嵌入作为通用类别的语义中心,同时学习对属于不同数据集的特定类别的语义偏见来处理注释差异并弥补域间隙。这些新颖的改进使我们能够同时在多个数据集上端到端培训单个探测器,以充分利用它们的优势。在多个数据集上进行联合培训的进一步实验证明了对单独的单个微型检测器的显着性能提高。
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Open-vocabulary object detection, which is concerned with the problem of detecting novel objects guided by natural language, has gained increasing attention from the community. Ideally, we would like to extend an open-vocabulary detector such that it can produce bounding box predictions based on user inputs in form of either natural language or exemplar image. This offers great flexibility and user experience for human-computer interaction. To this end, we propose a novel open-vocabulary detector based on DETR -- hence the name OV-DETR -- which, once trained, can detect any object given its class name or an exemplar image. The biggest challenge of turning DETR into an open-vocabulary detector is that it is impossible to calculate the classification cost matrix of novel classes without access to their labeled images. To overcome this challenge, we formulate the learning objective as a binary matching one between input queries (class name or exemplar image) and the corresponding objects, which learns useful correspondence to generalize to unseen queries during testing. For training, we choose to condition the Transformer decoder on the input embeddings obtained from a pre-trained vision-language model like CLIP, in order to enable matching for both text and image queries. With extensive experiments on LVIS and COCO datasets, we demonstrate that our OV-DETR -- the first end-to-end Transformer-based open-vocabulary detector -- achieves non-trivial improvements over current state of the arts.
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我们提出了GLIPV2,这是一个接地的VL理解模型,该模型既服务于本地化任务(例如,对象检测,实例分割)和视觉语言(VL)理解任务(例如VQA,图像字幕)。 GLIPV2优雅地将本地化预训练和视觉语言预训练(VLP)具有三个预训练任务:短语接地作为对检测任务的VL重新重新制定,区域词对比度学习作为新型的区域词对比度对比度对比学习任务,以及蒙面的语言建模。这种统一不仅简化了先前的多阶段VLP程序,而且还可以在本地化和理解任务之间实现相互利益。实验结果表明,在各种本地化和理解任务上,单个GLIPV2模型(所有模型权重)在SOTA性能附近实现。该模型还显示了(1)在开放式摄制对象检测任务上进行的强零射击和很少的自适应性能,以及(2)VL理解任务上的卓越接地能力。代码将在https://github.com/microsoft/glip上发布。
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使用图像文本对的对比语言图像预测(剪辑)在零拍摄和传输学习设置中的图像分类中取得了令人印象深刻的结果。但是,我们表明,直接应用此类模型以识别对象检测的图像区域导致由于域移位导致的性能差:剪辑训练以与文本描述的整体匹配,而不捕获图像之间的细粒度对齐地区和文本跨度。为了缓解此问题,我们提出了一种称为RegionClip的新方法,可显着扩展剪辑以学习区域级视觉表示,从而在图像区域和文本概念之间实现细粒度对齐。我们的方法利用剪辑模型将图像区域与模板标题匹配,然后预先列出我们的模型以对准要素空间中的这些区域文本对。将预磨料模型转移到开放词汇对象检测任务时,我们的方法显着优于3.8 AP50和2.2 AP的最新技术,分别用于COCO和LVIS数据集的新型类别。更多,学习区域表示支持对象检测的零拍摄推断,显示了对COCO和LVIS数据集的有希望的结果。我们的代码可在https://github.com/microsoft/regionclip上获得。
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在这项工作中,我们提出了一种开放式摄制对象检测方法,该方法基于图像映射对,学会了检测新颖对象类别以及给定的一组已知类别。这是一种两阶段的训练方法,首先使用位置引导的图像捕获匹配技术以弱监督的方式学习新颖和已知类别的类标签,第二个使用已知的类注释专用于对象检测任务的模型。我们表明,一个简单的语言模型比检测新对象的大型上下文化语言模型更适合。此外,我们引入了一种一致性调查技术,以更好地利用图像捕获对信息。我们的方法比较与现有的开放式检测方法相比,同时具有数据效率。源代码可从https://github.com/lmb-freiburg/locov获得。
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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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Vision-Language Pre-Training (VLP) has shown promising capabilities to align image and text pairs, facilitating a broad variety of cross-modal learning tasks. However, we observe that VLP models often lack the visual grounding/localization capability which is critical for many downstream tasks such as visual reasoning. In this work, we propose a novel Position-guided Text Prompt (PTP) paradigm to enhance the visual grounding ability of cross-modal models trained with VLP. Specifically, in the VLP phase, PTP divides the image into $N\times N$ blocks, and identifies the objects in each block through the widely used object detector in VLP. It then reformulates the visual grounding task into a fill-in-the-blank problem given a PTP by encouraging the model to predict the objects in the given blocks or regress the blocks of a given object, e.g. filling `P" or ``O" in aPTP ``The block P has a O". This mechanism improves the visual grounding capability of VLP models and thus helps them better handle various downstream tasks. By introducing PTP into several state-of-the-art VLP frameworks, we observe consistently significant improvements across representative cross-modal learning model architectures and several benchmarks, e.g. zero-shot Flickr30K Retrieval (+4.8 in average recall@1) for ViLT \cite{vilt} baseline, and COCO Captioning (+5.3 in CIDEr) for SOTA BLIP \cite{blip} baseline. Moreover, PTP achieves comparable results with object-detector based methods, and much faster inference speed since PTP discards its object detector for inference while the later cannot. Our code and pre-trained weight will be released at \url{https://github.com/sail-sg/ptp}.
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Learning fine-grained interplay between vision and language allows to a more accurate understanding for VisionLanguage tasks. However, it remains challenging to extract key image regions according to the texts for semantic alignments. Most existing works are either limited by textagnostic and redundant regions obtained with the frozen detectors, or failing to scale further due to its heavy reliance on scarce grounding (gold) data to pre-train detectors. To solve these problems, we propose Self-Locator Aided Network (SLAN) for cross-modal understanding tasks without any extra gold data. SLAN consists of a region filter and a region adaptor to localize regions of interest conditioned on different texts. By aggregating cross-modal information, the region filter selects key regions and the region adaptor updates their coordinates with text guidance. With detailed region-word alignments, SLAN can be easily generalized to many downstream tasks. It achieves fairly competitive results on five cross-modal understanding tasks (e.g., 85.7% and 69.2% on COCO image-to-text and text-to-image retrieval, surpassing previous SOTA methods). SLAN also demonstrates strong zero-shot and fine-tuned transferability to two localization tasks.
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自动视觉解对我们多样化和开放的世界需要计算机视觉模型,以概括为特定任务的最小定制,类似于人类视力。计算机视觉基础型号培训,培训多样化,大型数据集,可以适应各种下游任务,对该任务来解决现实世界计算机视觉应用而言至关重要。虽然现有的视觉基础模型如剪辑,对齐和吴道2.0主要集中在映射图像和文本表示到跨模型共享表示,我们介绍了一台新的计算机视觉基础模型,佛罗伦萨,扩大粗糙的表示(现场)到精细(对象),从静态(图像)到动态(视频),以及从RGB到多个模态(标题,深度)。通过从Web级图像文本数据中纳入通用视觉语言表示,我们的佛罗伦萨模型可以很容易地适应各种计算机视觉任务,例如分类,检索,对象检测,VQA,图像标题,视频检索和动作识别。此外,佛罗伦萨在许多类型的转移学习中表现出出色的表现:全面采样的微调,线性探测,几次射击传输和用于新颖图像和物体的零拍摄传输。所有这些属性对于我们的视觉基础模型至关重要,以提供通用视觉任务。佛罗伦萨实现了新的最先进的导致44个代表性基准,例如Imagenet-1K零射击分类,最高1精度为83.74,最高5个精度为97.18,62.4地图上的Coco微调, 80.36在VQA上,动力学-600上的87.8。
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标记数据通常昂贵且耗时,特别是对于诸如对象检测和实例分割之类的任务,这需要对图像的密集标签进行密集的标签。虽然几张拍摄对象检测是关于培训小说中的模型(看不见的)对象类具有很少的数据,但它仍然需要在许多标记的基础(见)类的课程上进行训练。另一方面,自我监督的方法旨在从未标记数据学习的学习表示,该数据转移到诸如物体检测的下游任务。结合几次射击和自我监督的物体检测是一个有前途的研究方向。在本调查中,我们审查并表征了几次射击和自我监督对象检测的最新方法。然后,我们给我们的主要外卖,并讨论未来的研究方向。https://gabrielhuang.github.io/fsod-survey/的项目页面
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最近,Vision-Language预训练的零拍图像分类已经表现出令人难以置信的成就,即该模型可以对任意类别进行分类而不看到该类别的其他注释图像。然而,目前尚不清楚如何在更广泛的视觉问题上进行零射识别,例如对象检测和语义分割。在本文中,我们通过在现成的预训练的视觉模型,即剪辑上建立零拍语义分割来定位零拍语义分割。很难因为语义分割和剪辑模型在不同的视觉粒度上执行,该语义分段处理在像素上时,而剪辑在图像上执行。为了解决处理粒度的差异,我们拒绝使用普遍的一级FCN基于FCN的框架,并倡导一个两级语义分割框架,其中第一阶段提取一个完全提取的掩模提案和第二阶段利用基于图像的剪辑模型在第一阶段生成的蒙版图像作物上执行零拍分类。我们的实验结果表明,这种简单的框架通过大型利润率超越了先前的最先进:+29.5 Hiou On Pascal VOC 2012 DataSet,+8.9 Hiou On Coco Stuff DataSet。凭借其简单性和强大的表现,我们希望本框架成为促进未来研究的基准。
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In this work, we focus on instance-level open vocabulary segmentation, intending to expand a segmenter for instance-wise novel categories without mask annotations. We investigate a simple yet effective framework with the help of image captions, focusing on exploiting thousands of object nouns in captions to discover instances of novel classes. Rather than adopting pretrained caption models or using massive caption datasets with complex pipelines, we propose an end-to-end solution from two aspects: caption grounding and caption generation. In particular, we devise a joint Caption Grounding and Generation (CGG) framework based on a Mask Transformer baseline. The framework has a novel grounding loss that performs explicit and implicit multi-modal feature alignments. We further design a lightweight caption generation head to allow for additional caption supervision. We find that grounding and generation complement each other, significantly enhancing the segmentation performance for novel categories. We conduct extensive experiments on the COCO dataset with two settings: Open Vocabulary Instance Segmentation (OVIS) and Open Set Panoptic Segmentation (OSPS). The results demonstrate the superiority of our CGG framework over previous OVIS methods, achieving a large improvement of 6.8% mAP on novel classes without extra caption data. Our method also achieves over 15% PQ improvements for novel classes on the OSPS benchmark under various settings.
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